Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu giải pháp xử lý nước thải sơ chế gà rán công nghiệp bằng phương pháp ozone kết hợp thủy sinh thực vật

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

NGUYỄN ĐIỀN CHÂU

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SƠ CHẾ GÀ RÁN CÔNG NGHIỆP BẰNG PHƯƠNG PHÁP OZONE KẾT HỢP THỦY SINH THỰC VẬT

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC MÃ NGÀNH: 62440303

2021

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

NGUYỄN ĐIỀN CHÂU

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SƠ CHẾ

GÀ RÁN CÔNG NGHIỆP BẰNG PHƯƠNG PHÁP

OZONE KẾT HỢP THỦY SINH THỰC VẬT

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

NGÀNH MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC

MÃ NGÀNH: 62440303

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

PGS.TS TRƯƠNG HOÀNG ĐAN

2021

MỤC LỤC

LỜI CẢM TẠ ..................................................................................................... i

CAM KẾT .......................................................................................................... ii

MỤC LỤC ........................................................................................................ iii

TÓM TẮT ........................................................................................................ vii

ABSTRACT ...................................................................................................... ix

DANH MỤC BẢNG ........................................................................................ xi

DANH MỤC HÌNH ........................................................................................ xiii

DANH MỤC VIẾT TẮT ................................................................................ xvi

CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU................................................................................ 1

1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................... 1

1.2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................... 3

1.2.1. Mục tiêu tổng quát ................................................................................... 3

1.2.2. Mục tiêu cụ thể ........................................................................................ 3

1.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................... 3

1.3.1. Nội dung 1: Khảo sát hiện trạng nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp ... 3

1.3.2. Nội dung 2: Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp bằng phƣơng pháp ozone hóa ....................................................... 3

1.3.3. Nội dung 3: Nghiên cứu sử dụng cây Sậy (Phragmites australis) xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp ................................................................. 4

1.3.4. Nội dung 4: Đề xuất công nghệ xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán cho nhà máy Jollibee Việt Nam ...................................................................................... 4

1.4. Phạm vi, đối tƣợng nghiên cứu ................................................................... 4

1.4.1. Phạm vi .................................................................................................... 4

1.4.2. Đối tƣợng nghiên cứu .............................................................................. 4

1.5. Ý nghĩa của luận án .................................................................................... 5

1.5.1. Ý nghĩa khoa học ..................................................................................... 5

1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn ...................................................................................... 5

1.6. Điểm mới của luận án ................................................................................. 5

CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................... 7

iii

2.1. Tổng quan đối tƣợng nghiên cứu ................................................................ 7

2.1.1. Đặc tính và thành phần của nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp ........... 7

2.1.2. Tổng quan về cây Sậy (Phragmites australis) ......................................... 7

2.2. Phƣơng pháp ozone hoá trong xử lý nƣớc thải ........................................... 9

2.2.1. Các quá trình ozone hóa trong xử lý nƣớc thải ........................................ 9

2.2.2. Quá trình tạo ra gốc *OH bằng phản ứng ozone với sự có mặt chất xúc tác (O3/xúc tác) ................................................................................................ 10

2.2.3. Các yếu tố ảnh hƣởng đến gốc hydroxyl (*OH) .................................... 11

2.2.4. Một số nghiên cứu xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp ozone .............. 12

2.3. Xử lý nƣớc thải bằng thuỷ sinh thực vật ................................................... 13

2.3.1. Giới thiệu thuỷ sinh thực vật ................................................................. 13

2.3.2. Hệ thống đất ngập nƣớc kiến tạo ........................................................... 19

2.4. Sự biến đổi của các chỉ tiêu chất lƣợng nƣớc thải bởi thực vật ................ 22

2.4.1. Sự biến đổi pH ....................................................................................... 22

2.4.2. Cơ chế loại bỏ COD và BOD5 ............................................................... 22

2.4.3. Cơ chế loại bỏ TN .................................................................................. 23

2.4.4. Cơ chế loại bỏ TP .................................................................................. 24

CHƢƠNG 3: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................. 25

3.1. Phƣơng pháp luận nghiên cứu .................................................................. 25

3.2. Mô hình nghiên cứu .................................................................................. 26

3.2.1. Mô hình oxy hóa bằng ozone ................................................................. 26

3.2.2. Mô hình nghiên cứu khả năng loại bỏ chất ô nhiễm của sậy ................. 29

3.2.3. Mô hình nghiên cứu ảnh hƣởng của mật độ trồng sậy đến sự tăng trƣởng và khả năng làm sạch chất ô nhiễm ................................................................. 30

3.2.4. Mô hình đất ngập nƣớc kiến tạo chảy ngầm ngang. .............................. 30

3.3. Thời gian, địa điểm và đối tƣợng nghiên cứu ........................................... 33

3.3.1. Thời gian ................................................................................................ 33

3.3.2. Địa điểm ................................................................................................. 33

3.3.3. Đối tƣợng nghiên cứu ............................................................................ 33

3.4. Nội dung nghiên cứu ................................................................................. 33

3.4.1. Nội dung nghiên cứu 1 ........................................................................... 33

3.4.2. Nội dung nghiên cứu 2 ........................................................................... 34

3.4.3. Nội dung nghiên cứu 3 ........................................................................... 38

3.5. Phƣơng pháp tính toán và xử lý số liệu .................................................... 47

3.5.1. Phƣơng pháp tính toán kết quả .............................................................. 47

3.5.2. Phƣơng pháp xử lý số liệu ..................................................................... 48

CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................. 50

4.1. Nội dung nghiên cứu 1 – Khảo hiện trạng nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp50

4.1.1. Kết quả khảo sát hiện trạng nhà máy Jollibee Việt Nam ....................... 50

4.1.2. Công nghệ xử lý nƣớc thải hiện hữu của nhà máy Jollibee ................... 52

4.2. Nội dung nghiên cứu 2 – Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp bằng phƣơng pháp ozone hóa .................................... 55

4.2.1. Thí nghiệm 1 – Đánh giá ảnh hƣởng của giá trị pH đến hiệu quả xử lý nƣớc thải của ozone ......................................................................................... 55

4.2.2. Thí nghiệm 2 – Đánh giá ảnh hƣởng của liều lƣợng ozone đến hiệu quả xử lý nƣớc thải Jollibee .................................................................................... 58

4.2.3. Thí nghiệm 3 – Khảo sát ảnh hƣởng thời gian phản ứng đến hiệu quả xử lý nƣớc thải ...................................................................................................... 63

4.2.4. Thí nghiệm 4 – Kiểm chứng hiệu quả xử lý nƣớc thải của Điện cực, ozone và ozone có tác nhân điện cực ............................................................... 64

4.2.5. Phân tích tƣơng quan và Dự báo theo chuỗi thời gian (Mô hình xu thế tuyến tính) ........................................................................................................ 66

4.3. Nội dung nghiên cứu 3 – Nghiên cứu sử dụng cây sậy (Phragmites australis) để xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp ................................. 69

4.3.1. Thí nghiệm 5 – Nghiên cứu khả năng loại bỏ chất ô nhiễm của cây Sậy và xác định nồng độ ô nhiễm thích hợp cho cây sinh trƣởng và phát triển (Quy mô phòng thí nghiệm) ...................................................................................... 69

4.3.2. Thí nghiệm 6 – Nghiên cứu ảnh hƣởng của mật độ trồng đến khả năng sinh trƣởng, phát triển và hấp thu N, P của Sậy .............................................. 87

4.3.3. Thí nghiệm 7 – Nghiên cứu đánh giá khả năng loại bỏ chất ô nhiễm trong nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp bằng phƣơng pháp Ozone hoá kết

hợp đất ngập nƣớc kiến tạo trồng sậy chảy ngầm ngang (thực hiện ngoài hiện trƣờng) ............................................................................................................. 97

4.3.4. Kết luận nội dung nghiên cứu 3 ........................................................... 115

4.4. Nội dung nghiên cứu 4 – Đề xuất công nghệ xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán cho nhà máy Jollibee Việt Nam ..................................................................... 116

4.4.1. Tính toán lƣợng ozone phù hợp ........................................................... 116

4.4.2. Tính toán diện tích đất ngập nƣớc ....................................................... 116

4.4.3. Tính toán hiệu quả xử lý Coliform của hệ thống đất ngập nƣớc ......... 118

4.4.4. Phƣơng án sử dụng đất cho hệ thống đất ngập nƣớc ........................... 119

4.4.5. Thời điểm thu hoạch sậy ...................................................................... 120

4.4.6. Tận dụng sinh khối của sậy ................................................................. 120

4.4.7. Đề xuất công nghệ xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán cho nhà máy Jollibee Việt Nam ........................................................................................................ 121

4.4.8. Tính kinh tế của công nghệ đề xuất ..................................................... 122

CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................. 126

5.1. Kết luận ................................................................................................... 126

5.2. Kiến nghị ................................................................................................. 127

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 128

PHỤ LỤC 1: BẢNG SỐ LIỆU THỐNG KÊ ANOVA ................................. 144

PHỤ LỤC 2: HÌNH (BIỂU ĐỒ) ................................................................... 156

PHỤ LỤC 3: MÔ HÌNH HỒI QUY .............................................................. 166

PHỤ LỤC 4: HÌNH ẢNH THỰC TẾ ............................................................ 189

TÓM TẮT

Nƣớc thải từ ngành sản xuất thực phẩm ăn nhanh, đặc biệt là nƣớc thải phát sinh từ quá trình tẩm ƣớp gà rán là loại nƣớc thải có thành phần các hợp chất gia vị, là các hợp chất đa phân tử có tính chất kháng khuẩn, kháng vi sinh vật và kháng nấm. Do tính chất kháng sinh học nhƣ vậy nên việc áp dụng trực tiếp các phƣơng pháp sinh học để xử lý loại nƣớc thải này rất khó khăn. Luận án này nghiên cứu giải pháp tiền xử lý xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp bằng phƣơng pháp ozone hóa sau đó dùng cây Sậy (Phragmites spp.) trong hệ thống đất ngập nƣớc chảy ngầm ngang để xử lý triệt để chất ô nhiễm.

Tiến hành khảo sát thu mẫu nƣớc thải và phân tích trong 7 ngày liên tục tại nhà máy Jollibee. Kết quả cho thấy nƣớc thải sơ chế gà rán có các thành phần đặc trƣng nhƣ COD, BOD5, TN (tổng đạm) và TP (tổng lân) với tƣơng ứng nồng độ dao động trong khoảng 1.345-1.425mg/L, 570-600mg/L, 120- 140mg/L và 28-40mg/L. Lƣu lƣợng phát thải 70 – 75 m3/ ngày đêm.

Nƣớc thải sơ chế gà rán đƣợc tiền xử lý bằng phƣơng pháp ozone hóa, các thí nghiệm 1, 2, 3 và 4 đã đƣợc thực hiện nhằm khảo sát giá trị pH, lƣợng ozone, thời gian phản ứng để xác định thông số tối ƣu cho quá trình tiền xử lý. Kết quả cho thấy ở pH = 7, sau khoảng thời gian từ 45-90 phút phản ứng, hiệu suất khử COD đạt trên 40%; Tỷ lệ BOD5/COD tăng từ 0,33 trƣớc phản ứng lên trên 0,53 (tăng 1,61 lần).

Nƣớc thải sau khi tiền xử lý bằng phƣơng pháp ozone hóa đƣợc tiếp tục

nghiên cứu với các thí nghiệm khác nhau:

- Thí nghiệm 5 nghiên cứu sự hấp thu dinh dƣỡng của cây Sậy và xác định nồng độ nƣớc thải thích hợp cho cây sinh trƣởng và phát triển. Nƣớc thải đƣợc pha loãng bằng nƣớc sạch với nồng độ lần lƣợt bằng 25%, 50%, 75% và 100% và đƣợc cấp vào các nghiệm thức thí nghiệm với các thể tích lần lƣợt là 06 lít, 09 lít, 12 lít. Kết quả ở nghiệm thức thí nghiệm thế tích nƣớc thải 12 lít và nồng độ nƣớc thải 100%, sau 48 ngày thí nghiệm cho thấy sậy vẫn sinh trƣởng và phát triển tốt, khả năng làm giảm chất ô nhiễm TN, TP, BOD5 và COD lần lƣợt là 70,63%, 76,21%, 77,72% và 61,14% (tăng 11,54%, 12,97%, 18,28% và 21,61% so với ngày đầu).

- Thí nghiệm 6 nghiên cứu ảnh hƣởng của mật độ trồng đến khả năng sinh trƣởng, phát triển và hấp thu N, P của Sậy. Sậy đƣợc trồng với mật độ lần lƣợt là 20 cây/m2, 25 cây/m2, 30 cây/m2, 35 cây/m2. Kết quả cho thấy sau quá trình thí nghiệm, sậy sinh trƣởng tốt và không có sự khác biệt đáng kể giữa các mật độ trồng.

vii

- Thí nghiệm 7 nghiên cứu khả năng xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp trong hệ thống đất ngập nƣớc chảy ngầm ngang. Hệ thống đƣợc nạp theo dạng mẻ, mỗi nghiệm thức đƣợc cung cấp 0,33m3 nƣớc thải với thời gian lƣu nƣớc là 03 ngày. Sau 48 ngày thí nghiệm, kết quả cho thấy sậy sinh trƣởng và phát triển tốt, chiều cao sậy đạt 170cm, trọng lƣợng tƣơi của sậy đạt khoảng 83g/cây (tăng từ 7,1 – 7,4 lần so với ban đầu), tổng sinh khối của cả hệ là 6,76 - 7,12 kg/m2. Hiệu quả xử lý tổng đạm (TN , tổng lân (TP , BOD5 và COD của hệ thống lần lƣợt là 77,85%, 70,46%, 92,25% và 89,87%. Sậy hấp thu 11,22% TN và 8,88% TP trong nƣớc thải. Tỷ lệ nhu mô xốp (diện tích khoang chứa khí/diện tích lát cắt ngang) ở thân sậy tăng từ 9,91% lên 32,64% và ở rễ tăng từ 17,89% lên 70,81%.

Đề xuất công nghệ xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán cho nhà máy Jollibee Long An với công suất 50 đến 100 m³/ ngày. Trong đó có tính toán phƣơng án sử dụng đất, phƣơng án tận dụng sinh khối sậy sau khu thu hoạch và tính toán hiệu quả kinh tế.

Nghiên cứu đã chứng minh sậy thích nghi và phát triển tốt trong môi trƣờng ô nhiễm của nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp đã tiền xử lý bằng phƣơng pháp ozone hóa. Sinh khối tƣơi của sậy thu đƣợc sau 48 ngày thí nghiệm đạt khoảng 7kg/m2 (tăng khoảng 25 lần so với ban đầu , nƣớc thải sau xử lý đạt tiêu tiêu chuẩn QCVN 40:2011 cột B.

Từ khóa: Sậy, tổng Đạm, tổng Lân, đất ngập nƣớc chảy ngầm ngang,

nhu mô xốp.

viii

ABSTRACT

Wastewater from the fast food manufacturing industry, especially wastewater generated from the marinating process of fried chicken is the type of wastewater that contains spices. It was polymeric compounds antibacterial, antimicrobial and resistant properties fungi. Due to its antibiotic properties, it is hardly apply biological methods to this wastewater treatment. This thesis researches the solution of pre-treatment of wastewater to pre-treatment industrial fried chicken by Ozonation, then using Phragmites australis. In the horizontal flow constructed wetland system to thoroughly treat pollutants.

After analyzing wastewater samples at Jollibee Factory during 07 days, the results showed that wastewater of fried chicken preliminary has the featured properties such as COD, BOD5, TN & TP with corresponding concentrations in the range: 1.345-1.425mg/L, 570-600mg/L, 120-140mg/L và 28-40mg/L, respectively. The discharge flow is 70 – 75 m3/day.

Fried chicken preliminary was pre-treated by Ozonation. Experiments 1, 2, 3, 4 were carried out to investigate the pH value, Ozone dose, reaction time to determine the optimal parameters for pre-treatment process. The results showed that at pH7, after 45 – 90 minutes reaction time, COD performance reach over 40%, rate of BOD5/COD increased from 0,33 – 0,53 (1,61 times).

Preprocessing fired chicken wastewater from

Jollibee has a concentrations of COD, BOD5, TN and TP respectively from 1,345- 1,425mg/L, 500-600mg/L, 120-150mg/L and 28-40mg/L. The discharge flow is 70 - 75 m3/day.

Preprocessing fired chicken was pre - treated by Ozonation combined electrodes, experiments 1, 2, 3 and 4 were performed. The results showed that after a period of 45-90 minutes of reaction, COD reduction efficiency was over 40%; The ratio of BOD5/CODtb increased from 0,33 before the reaction to over 0,53 (an increase of 1,61 times).

Wastewater after pre-treatment by ozonation is continued to research

with different experiments:

- Experiment 5 studies the nutrient uptake of Phragmites australis plants and determines the concentration of wastewater suitable for plants to grow up and develop. Wastewater was diluted by clean water with concentrations equal to 25%, 50%, 75% and 100% respectively and was fed into the experiments with the volumes of 06 Liter, 09 Liter, and 12 Liter respectively. The results showed that 12L wastewater volume and 100% wastewater concentration, after 48 days of experiment, showed

that phragmites australiss still grow up and develop good, the ability to reduce pollutants TN, TP, BOD5 and COD 70,63%, 76,21%, 77,72% and 61,14% respectively (up 11,54%, 12,97%, 18,28% and 21,61% compared to the first day). - Experiment 6 studies the effects of planting density on the growth, development and absorption of N, P of Phragmites australis. Phragmites australis were planted with the density of 20 plants/m2, 25 plants/m2, 30 plants/m2, 35 plants/m2. Results showed that after the experimental period, the Phragmites australis grew well and there was no significant difference between the planting densities. - Experiment 7 studies the possibility of treating industrial preprocessing fired chicken treatment wastewater in the horizontal flow construted wetland system. The system was loaded in batches, each treatment was provided with 0,33m3 of wastewater with a Hydraulic retention time of 03 days. After 48 days of experiment, the results showed that the common Phragmites australis grew up and developed well, the Phragmites australis’s height reached 170 cm, the fresh biomass of this Phragmites australis was about 83g/plant (increased from 7,1 to 7,4 times compared to the initial), the total biomass of the whole system is 6,76 – 7,12 kg/m2. The treatment efficiency of the system's total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), BOD5 and COD are 77,85%, 70,46%, 92,25% and 89,87%, respectively. Phragmites australis absorb 11,22% TN and 8,88% TP in wastewater. The ratio of aerenchyma in shoot of Phragmites australis has increased from 9,91% to 32,64% and in the roots increased from 17,89% to 70,81%.

Offering wastewater treatment technology for Jollibee Long An Factory for fried chicken preliminary process with a capacity 50 – 100 m3/day. Including land – use planning, plans to utilize the post havest common reed biomass and economic efficiency.

The study has demonstrated that Phragmites australis adapt and thrive in the polluted environment of industrial fried chicken pre-treated wastewater by ozonation and electrodes. The fresh biomass of common reed obtained after 48 days of experiment was about 7 kg/m2 (increased of about 25 times), the treated wastewater reached QCVN 40: 2011 column B.

Key words: Phragmites australis, total nitrogen, total phosphorus,

horizontal flow construted wetland, aerenchyma.

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Đặc tính nƣớc thải từ ngành sản xuất tẩm ƣớp gà rán công nghiệp . 7

Bảng 2.2: Các quá trình ozone hóa (oxy nâng cao bằng cách tạo gốc *OH từ ozone) trong xử lý nƣớc thải. ............................................................................. 9

Bảng 2.3: Ƣu nhƣợc điểm của hai kiểu đất ngập nƣớc kiến tạo. .................... 20

Bảng 3.1: Thông số, kích thƣớc của các dụng cụ thiết bị xây dựng mô hình nghiên cứu. ....................................................................................................... 27

Bảng 3.2: Bố trí thí nghiệm 1. ......................................................................... 35

Bảng 3.3: Bố trí thí nghiệm 2. ......................................................................... 36

Bảng 3.4: Bố trí thí nghiệm 3. ......................................................................... 37

Bảng 3.5: Bố trí thí nghiệm 4. ......................................................................... 37

Bảng 3.6: Bố trí thí nghiệm 5. ......................................................................... 40

Bảng 3.7: Bố trí thí nghiệm 6. ......................................................................... 43

Bảng 3.8: Bố trí thí nghiệm 7. ......................................................................... 45

Bảng 3.9: Chỉ tiêu phân tích mẫu nƣớc thải .................................................... 46

Bảng 3.10: Chỉ tiêu phân tích mẫu thực vật .................................................... 46

Bảng 3.11: Công thức tính tốc độ sinh trƣởng của thực vật ........................... 47

Bảng 4.1: Kết quả nghiên cứu thành phần nƣớc thải sơ chế gà rán tại nhà máy Jollibee ............................................................................................................. 52

Bảng 4.2: Tóm tắt diễn biến chất lƣợng nƣớc thải ở thí nghiệm 2 (số liệu chi tiết thể hiện trong Phụ lục 1 – Bảng PL 1.2) ................................................... 59

Bảng 4.3: Hiệu quả xử lý COD và tỷ lệ BOD5/COD trong nƣớc thải của thí nghiệm 3. ......................................................................................................... 64

Bảng 4.4: Tóm tắt hiệu quả khử COD và tỷ lệ BOD5/COD trong nƣớc thải của thí nghiệm 4 (số liệu chi tiết thể hiện trong Phụ lục 1 – Bảng PL 1.3) ........... 66

Bảng 4.5: Kết quả dự báo của mô hình xu thế tuyến tính đối với 3 nghiệm thức thí nghiệm. ............................................................................................... 68

Bảng 4.6: Kết quả thống kê phƣơng sai 3 nhân tố (giá trị F và giá trị Sig.) giữa lƣợng nƣớc thải, nồng độ và thời gian ............................................................. 76

Bảng 4.7: Kết quả thống kê phƣơng sai 3 nhân tố (giá trị F và giá trị Sig.) giữa lƣợng nƣớc thải, nồng độ và thời gian ............................................................. 83

Bảng 4.8: Kết quả thống kê phƣơng sai 3 nhân tố (giá trị F và giá trị Sig.) giữa lƣợng nƣớc thải, nồng độ nƣớc thải và thời gian ............................................. 83

Bảng 4.9: Kết quả thống kê phƣơng sai 2 nhân tố (giá trị F và giá trị Sig.) giữa ảnh hƣởng đến hiệu suất xử lý nƣớc thải của sậy. ........................................... 89

Bảng 4.10: Kết quả thống kê phƣơng sai 2 nhân tố (giá trị F và giá trị Sig.) ảnh hƣởng đến sinh trƣởng của sậy. ................................................................ 90

Bảng 4.11: Mối quan hệ giữa tích lũy TN, TP và trọng lƣợng khô của sậy ........................................................................................................... 94

Bảng 4.12: Kết quả dự báo của mô hình xu thế tuyến tính ............................. 96

Bảng 4.13: Các chỉ tiêu Sinh trƣởng của Sậy ................................................. 97

Bảng 4.14: Diễn biến tỷ lệ nhu mô xốp ở thân và rễ sậy theo thời gian ......... 99

Bảng 4.15: Trọng lƣợng tƣơi, khô thân lá và rễ của Sậy .............................. 102

Bảng 4.16: Diễn biến tích luỹ đạm, lân của Sậy ........................................... 103

Bảng 4.17: Trọng lƣợng đạm, lân tích luỹ của Sậy ...................................... 103

Bảng 4.18: Cân bằng đạm lân trong hệ thống ............................................... 106

Bảng 4.19: Biến thiên các thông số chất lƣợng nƣớc trong thí nghiệm ........ 108

Bảng 4.20: Mối quan hệ giữa sự phát triển của sậy với nồng độ các chất ô nhiễm ............................................................................................................. 110

Bảng 4.21: Số liệu dự báo cho mô hình dự báo tuyết tính ............................ 114

Bảng 4.22: Chất lƣợng nƣớc sau xử lý (Thí nghiệm 7) ................................ 115

Bảng 4.23: Tính toán chi phí đầu tƣ xây dựng và vận hành hệ thống xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán Jollibee. .................................................................... 123

Bảng 4.24: So sánh hiệu quả kinh tế. ............................................................ 124

Bảng 4.25: Ứng dụng cho các công trình tƣơng tự ....................................... 125

xii

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1: Sơ đồ một khu hệ thống đất ngập nƣớc kiến tạo (Theo Melbourne Water, 2002 trích bởi Lê Anh Tuấn và ctv., 2009) .......................................... 19

Hình 3.1: Quá trình nghiên cứu thống kê (Ngô Thị Thuận và ctv., 2006) ..... 25

Hình 3.2: Sơ đồ sơ nghiên cứu của luận án. ................................................... 26

Hình 3.3: Mô hình thí nghiệm nội dung nghiên cứu 2. .................................. 28

Hình 3.4a: Máy ozone sục khí vào bể phản ứng. ............................................ 29

Hình 3.4b: Thu mẫu nƣớc thải sau thí nghiệm ............................................... 29

Hình 3.5a: Sậy bắt đầu trồng ở thí nghiệm 5. ................................................. 29

Hình 3.5b: Sậy phát triển tốt ở thí nghiệm 5. ................................................. 29

Hình 3.6a: Thùng nhựa để làm mô hình thí nghiệm 6. ................................... 30

Hình 3.6b: Vật liệu cát. ................................................................................... 30

Hình 3.7a: Sậy mới trồng ở thí nghiệm 7 ....................................................... 33

Hình 3.7b: Van thu nƣớc sau thí nghiệm 7. .................................................... 33

Hình 3.7c: Sậy trồng ở thí nghiệm 7. .............................................................. 33

Hình 3.8: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 5. ............................................................... 41

Hình 3.9: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 6. ............................................................... 44

Hình 3.10: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 7. ............................................................. 45

Hình 4.1: Quy trình sơ chế gà rán công nghiệp Jollibee. ................................ 51

Hình 4.2: Công nghệ xử lý nƣớc thải hiện hữu của nhà máy Jollibee. ........... 53

Hình 4.3a: Biễu diễn giá trị COD, BOD5 và tỷ lệ BOD5/COD ở pH = 7. ...... 55

Hình 4.3d: Biểu diễn hiệu quả làm giảm COD ở các pH khác nhau .............. 55

Hình 4.3b: Biễu diễn giá trị COD, BOD5 và tỷ lệ BOD5/COD ở pH = 8....... 55

Hình 4.3c: Biễu diễn giá trị COD, BOD5 và tỷ lệ BOD5/COD ở pH = 9 ...... 55

Hình 4.4: Hiệu suất làm giảm COD ở các nghiệm thức ozone khác nhau. .... 58

Hình 4.5: Hiệu suất làm giảm COD, BOD5 và tỷ lệ BOD5/COD ở nghiệm thức liều lƣợng ozone khác nhau (Phụ lục 2 – Hình PL 2.16). ....................... 62

Hình 4.6: Hiệu quả khử COD và tỷ lệ BOD5/COD. ....................................... 64

Hình 4.9: Biểu diễn chất lƣợng nƣớc thải sau xử lý ở nghiệm thức lƣợng nƣớc thải thí nghiệm khác nhau (Phụ lục 2 – Hình PL 2.17). ......................... 70

xiii

Hình 4.10: Biểu diễn thông số DO ở các nghiệm thức nƣớc thải khác nhau . 73

Hình 4.11: Biểu diễn thông số pH ở các nghiệm thức nƣớc thải khác nhau .. 74

Hình 4.12: Biểu diễn thông số EC ở các nghiệm thức nƣớc thải khác nhau .. 75

Hình 4.13a: Trọng lƣợng tƣơi của sậy ở nghiệm thức lƣợng nƣớc thải 6L/3 ngày .................................................................................................................. 78

Hình 4.13b: Trọng lƣợng tƣơi của sậy ở nghiệm thức lƣợng nƣớc thải 9L/3 ngày .................................................................................................................. 78

Hình 4.13c: Trọng lƣợng tƣơi của sậy ở nghiệm thức lƣợng nƣớc thải 12L/3 ngày .................................................................................................................. 78

Hình 4.14a: Trọng lƣợng khô của sậy ở nghiệm thức lƣợng nƣớc thải 6L/3 ngày .................................................................................................................. 79

Hình 4.14b: Trọng lƣợng khô của sậy ở nghiệm thức lƣợng nƣớc thải 9L/3 ngày .................................................................................................................. 79

Hình 4.14c: Trọng lƣợng khô của sậy ở nghiệm thức lƣợng nƣớc thải 12L/3 ngày .................................................................................................................. 79

Hình 4.15a: Chiều cao của sậy ở nghiệm thức lƣợng nƣớc thải 6L/3 ngày ... 80

Hình 4.15b: Chiều cao của sậy ở nghiệm thức lƣợng nƣớc thải 9L/3 ngày ... 80

Hình 4.15c: Chiều cao của sậy ở nghiệm thức lƣợng nƣớc thải 12L/3 ngày . 80

Hình 4.16a: Tốc độ tăng trƣởng của sậy ở Lƣợng nƣớc thải 6L/3ngày ......... 82

Hình 4.16b: Tốc độ tăng trƣởng của sậy ở Lƣợng nƣớc thải 9L/3ngày ......... 82

Hình 4.16c: Tốc độ tặng trƣởng của sậy ở Lƣợng nƣớc thải 12L/3ngày. ...... 82

Hình 4.17: Biểu diễn Tỷ lệ diện tích khoang chuyển khí/diện tích lát cắt ngang thân sậy ở các nghiệm thức lƣợng nƣớc thải khác nhau (Phụ lục 2 – Hình PL 2.18). ................................................................................................. 84

Hình 4.18: Biểu diễn chất lƣợng nƣớc (H_TP, H_TN, H_COD, H_BOD5) theo từng mật độ trồng (thể hiện rõ trong Phụ lục 2 – Hình PL 2.19). ............ 88

Hình 4.19a: Trọng lƣợng tƣơi của sậy ............................................................ 91

Hình 4.19b: Trọng lƣợng khô của sậy ............................................................ 91

Hình 4.19c: Chiều cao của sậy ........................................................................ 91

Hình 4.19d: Chiều dài rễ ................................................................................. 91

Hình 4.19e: Số lƣợng cây sậy ......................................................................... 91

xiv

Hình 4.20a: Khả năng tích luỹ TN trong rễ sậy.............................................. 92

Hình 4.20b: Khả năng tích luỹ TN trong thân, lá sậy. .................................... 92

Hình 4.21a: Khả năng tích luỹ TP trong rễ sậy .............................................. 93

Hình 4.21b: Khả năng tích luỹ TP trong thân, lá sậy. .................................... 93

Hình 4.22: Trọng lƣợng tƣơi và trọng lƣợng khô của sậy .............................. 99

Hình 4.23: Tỷ lệ nhu mô xốp ở thân và ở rễ sậy........................................... 100

Hình 4.25: Tích lũy đạm lân của sậy ............................................................ 104

Hình 4.26: Mối tƣơng quan tuyến tính giữa tích lũy TN trong sậy và hiệu quả xử lý COD ...................................................................................................... 111

Hình 4.27: Mối tƣơng quan tuyến tính giữa tích lũy TP trong sậy và hiệu quả xử lý COD ...................................................................................................... 111

Hình 4.28: Mối tƣơng quan tuyến tính giữa Sinh khối và TN, TP ............... 112

Hình 4.29: Mối tƣơng quan tuyến tính giữa hiệu suất xử lý COD và TN, TP ........................................................................................................................ 112

Hình 4.30: Công nghệ xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán Jollibee. ..................... 122

DANH MỤC VIẾT TẮT

Từ viết tắt Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt

Advanced Oxidation Processes Quá trình oxy hóa nâng cao AOPs

Biological Aerated Filter Lọc sinh học có sục khí BAF

Biological Oxygen Demand Nhu cầu oxy sinh hóa

Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa học BOD5 COD

Cộng tác viên ctv

Construted Wetland CWs

Dissolved Oxygen Lƣợng oxy hòa tan DO

ĐNN Đất ngập nƣớc

Electrical Conductivity Độ dẫn điện EC

et al And Others Cộng sự

KXĐ Limits of detection Không xác định

LOD Giới hạn phát hiện

Aerenchyma Nhu mô xốp/ khoang chuyển khí NMX

NT Trial Nghiệm thức

Ozone Khí ozone

National Technical Regulation Quy chuẩn Việt Nam O3 QCVN

Relative Growth Rate Tốc độ tăng trƣởng tƣơng đối RGR

TN Total Nitrogen Tổng nitrogen/ tổng đạm

TP Total Phosphorus Tổng phosphorus/ tổng lân

TLT Fresh Biomass Trọng lƣợng tƣơi

TLK Dry Biomass Trọng lƣợng khô

TSTV Aquatic Plants Thủy sinh thực vật

UV Ultraviolet Tia cực tím/ tia tử ngoại

VSV Microorganism Vi sinh vật

VNĐ Việt Nam Đồng

XLNT Waste Water Treatment Xử lý nƣớc thải

xvi

CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1. Đặt vấn đề

Trong xu thế phát triển của xã hội ngày nay, thực phẩm ăn nhanh đang là lĩnh vực có tốc độ phát triển nhanh chóng do sự tiện lợi, giá cả hợp lý và tiết kiệm đƣợc nhiều thời gian hơn khi đến ăn trực tiếp tại các quán ăn, nhà hàng. Theo tác giả Minh Anh (2012 có bài đăng trên tạp chí Nhịp cầu đầu tƣ “nhận định và đánh giá của nhiều chuyên gia kinh tế dù ảnh hƣởng đáng kể của dịch Covid-19 đến nền kinh tế thế giới nhƣng tiềm năng phát triển trong lĩnh vực thức ăn nhanh đƣợc dự báo tăng từ 5-6%/năm trong giai đoạn 2020 –2025”.

Nƣớc thải từ ngành sản xuất thực phẩm ăn nhanh, đặc biệt nƣớc thải phát sinh từ quá trình tẩm ƣớp (sơ chế) gà rán công nghiệp là loại nƣớc thải có chứa các hợp chất gia vị, là các hợp chất đa phân tử, có thành phần và tính chất kháng khuẩn, kháng vi sinh vật và kháng nấm (Małgorzata Jałosińska and Jacek Wilczak, 2009). Khi ƣớp thịt bò với rƣợu vang đỏ, mật ong, húng tây, kinh giới, tỏi, và cải ngựa có thể kiểm soát đƣợc tổng số vi khuẩn mesophilic hiếu khí, vi khuẩn axit lactic và quá trình oxy hóa của thịt (Daniela Istrati et al., 2011); Hoạt tính kháng nấm của các loại gia vị: Tỏi, Hành tây, Gừng, Tiêu, Đinh hƣơng, Quế,… Kết quả cho thấy hoạt chất trong Tỏi và Đinh hƣơng ở nồng độ 20% ức chế hoàn toàn khả năng tăng trƣởng của nấm (Shubhi Avasthi et al., 2010); Tinh dầu của các loại gia vị và thảo dƣợc sử dụng rộng rãi nhƣ: Tỏi, Mù tạt, Quế, Thì Là, cây Đinh hƣơng, Quế, Húng tây, Húng quế, Oregano, hạt Tiêu, Gừng, cây Xô thơm, Hƣơng thảo, đều có tác dụng kháng khuẩn rất tốt (Marija M. Ńkrinjar and Nevena T. Nemet, 2009). Trên thực tế để xử lý nƣớc thải phát sinh từ ngành sơ chế gà rán công nghiệp, cần hệ thống xử lý nƣớc thải phức tạp với nhiều công đoạn xử lý hóa lý và sinh học. Vì vậy, tìm ra giải pháp xử lý nƣớc thải sơ chế gàn rán công nghiệp theo xu hƣớng sinh thái thân thiện môi trƣờng là rất cần thiết. Một số nghiên cứu sử dụng thực vật xử lý nƣớc thải đã đƣợc thực hiện nhƣ hiệu quả xử lý nƣớc thải chăn nuôi bằng Sậy (Phragmites australis) (Trƣơng Thị Nga và ctv., 2007); Trƣơng Hoàng Đan và ctv. (2012 đã nghiên cứu xử lý nƣớc thải hầm tự hoại. Nghiên khả năng xử lý ô nhiễm Nitrates, Nitroglycerin, và Nitroglycol của 3 loại thực vật là Cỏ Hƣơng bồ, cây Sậy và cây Cỏ Nến/ Bồn Bồn (Roman Marecik et al., 2013); So sánh nghiên cứu xử lý nƣớc thải bằng đất ngập nƣớc thực vật là Chuối hoa và Sậy (Kavya S Kallimani and Arjun S Virupakshi, 2015). Việt Nam có nhiều loại thực vật, đặc biệt là các loại thực vật có khả năng làm sạch nhiều loại chất ô nhiễm trong nƣớc thải.

+ từ 98,9%-100% và hiệu suất xử lý PO4

Bên cạnh đó nhiều nghiên cứu có sự kết hợp phƣơng pháp hóa sinh trong xử lý nƣớc thải đem lại hiệu quả, nhƣ tác giả Trƣơng Thanh Cảnh (2010) nghiên cứu xử lý nƣớc thải chăn nuôi bằng công nghệ sinh học kết hợp lọc sinh học dòng bùn ngƣợc, hiệu quả xử lý khoảng 97%, 80%, 94%, 90% và 85% tƣơng ứng với COD, BOD5, SS, N và P; Nhóm tác giả Lê Công Nhất Phƣơng và ctv. (2012 đã kết luận hiệu suất xử lý đạt 92% ở tải trọng 0,04 kgN- NH4/m3.ngày và 87,8% ở tải trọng 0,14 kgN-NH4/m3.ngày khi nghiên cứu xử lý Ammonium trong nƣớc thải giết mổ bằng việc sử dụng kết hợp quá trình nitrit hóa một phần/Anammox. Nghiên cứu xử lý nƣớc thải phát sinh từ nhà máy sản xuất dƣợc phẩm bằng phƣơng pháp oxy hóa nâng cao kết hợp phƣơng pháp sinh học của Nguyễn Điền Châu (2012), ở pH = 8,0, hiệu suất xử lý COD là 8 – 30%, tỷ lệ BOD5/COD tăng từ 0,26 – 0,35 đến 0,64 – 0,69 (tăng từ 2,0 đến 2,5 lần đối với hệ quang hóa UV/H2O2 và ở pH bằng 2,5 cho thấy hiệu suất xử lý COD là 43 – 50%, tỷ lệ BOD5/COD tăng từ 0,15 – 0,17 đến 0,41 – 0,43 đối với hệ quang hóa UV/H2O2/Fe2+. Nƣớc thải sau xử lý oxy hóa nâng cao đƣợc dẫn qua mô hình bùn hoạt tính hiếu khí để kiểm chứng, cho thấy nƣớc thải sau khi quang hóa dễ dàng thích nghi với quá trình sinh học. Theo Jiaqi Cui et al. (2014) nghiên cứu kết hợp quá trình oxy hóa ozone và lọc khí sinh học (Biological Aerated Filter – BAF để xử lý xyanua trong nƣớc thải mạ điện, tác giả cho biết trong điều kiện liều lƣợng ozone 100 mg/L, thời gian lƣu nƣớc 9h và 6h thì hiệu quả khử CN−, COD, Cu2+ và Ni2+ tƣơng ứng là 99,7%, 81,7%, 97,8% và 95,3%. Hoặc nhóm tác giả Cao Ngọc Điệp và ctv. (2015 đã ứng dụng vi khuẩn Pseudomonas stutzeri và vi khuẩn Bacillus subtilis để loại bỏ đạm, lân trong nƣớc thải lò giết mổ gia cầm, nhóm tác giả 3- từ đã kết luận hiệu suất loại bỏ NH4 90,6%-100%, pH trung bình 7-9 sau 1 ngày xử lý. Theo Tran Thi Thu Lan et al. (2016) đã nghiên cứu xử lý nƣớc thải giết mổ lợn bằng chủng vi khuẩn B. velezensis M2, kết quả nghiên cứu của nhóm tác giả cho thấy với COD và tổng nitrogen đầu vào là 1.260 mg/L, 137 mg/L sau 12 giờ hiệu suất xử lý COD và tổng nitrogen tƣơng ứng là 93,2% và 83,5%. Còn nhóm nghiên cứu Mai Hùng Thanh Tùng và Nguyễn Thị Diệu Cẩm (2017 đã nghiên cứu xử lý hơn 90% COD trong nƣớc thải chế biến sữa bằng phƣơng pháp lọc sinh học hiếu khí kết hợp với Bèo cái; Hoặc đã có một số nghiên cứu kết hợp phƣơng pháp ozone với phƣơng pháp sinh học đƣợc thực hiện và đạt đƣợc một số kết quả có thể kể đến nhƣ nhóm tác giả Nguyễn Xuân Hoàng và ctv. (2017 đã tiền xử lý nƣớc rỉ rác bằng keo tụ điện hóa kết hợp Fenton-ozone. Hay nhóm tác giả Phan Nguyễn Tƣờng và ctv. (2020 đã khảo sát hiệu quả xử lý nƣớc thải chăn nuôi heo sau bể biogas bằng công nghệ lọc sinh học kết hợp bãi lọc thực vật,

nghiên cứu cho thấy hiệu suất xử lý BOD5 là 40 - 45%, Amoni là 50 - 70%, TSS là 70 - 80% và độ đục là 48 - 50%.

Tuy nhiên, các nghiên cứu trong và ngoài nƣớc sử dụng phƣơng pháp ozone hóa kết hợp với thủy sinh thực vật trong việc loại bỏ các chất ô nhiễm trong nƣớc thải vẫn còn rất hạn chế (Nguyễn Điền Châu và ctv., 2017). Việc áp dụng phƣơng pháp ozone hóa nhƣ một giai đoạn tiền xử lý nhằm làm mất hoạt tính của các chất trong gia vị trong nƣớc thải kết hợp thủy sinh thực vật hứa hẹn tiềm năng lớn trong nghiên cứu xử lý ô nhiễm nƣớc.

Do vậy “Nghiên cứu giải pháp xử lý nước thải sơ chế gà rán công nghiệp bằng phương pháp ozone kết hợp thủy sinh thực vật” đã đƣợc thực hiện.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

1.2.1. Mục tiêu tổng quát

Nghiên cứu giải pháp xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp bằng

phƣơng pháp ozone kết hợp thủy sinh thực vật.

1.2.2. Mục tiêu cụ thể

Khảo sát và đánh giá đƣợc thành phần, đặc tính, khối lƣợng nƣớc thải

phát sinh từ nhà máy Jollibee Việt Nam.

Xác định đƣợc điều kiện phù hợp cho quá trình tiền xử lý bằng phƣơng

pháp ozone hóa.

Đánh giá đƣợc khả năng loại bỏ chất ô nhiễm trong nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp bằng phƣơng pháp ozone hóa kết hợp cây Sậy (Phragmites australis).

Đề xuất đƣợc giải pháp xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp bằng

phƣơng pháp ozone hóa kết hợp đất ngập nƣớc kiến tạo trồng sậy.

1.3. Nội dung nghiên cứu

1.3.1. Nội dung 1: Khảo sát hiện trạng nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp

Tiến hành khảo sát hiện trạng phát sinh nƣớc thải sơ chế gà rán của nhà

máy Jollibee.

1.3.2. Nội dung 2: Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp bằng phƣơng pháp ozone hóa

Thí nghiệm 1: Đánh giá ảnh hƣởng của giá trị pH đến hiệu quả xử lý

nƣớc thải của ozone.

Thí nghiệm 2: Đánh giá ảnh hƣởng của nồng độ ozone đến hiệu quả xử

lý nƣớc thải.

Thí nghiệm 3: Đánh giá ảnh hƣởng của thời gian phản ứng đến hiệu quả

xử lý nƣớc thải của ozone.

Thí nghiệm 4: Hiệu quả xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp ozone hóa.

1.3.3. Nội dung 3: Nghiên cứu sử dụng cây Sậy (Phragmites australis) xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp

Thí nghiệm 5: Nghiên cứu khả năng loại bỏ chất ô nhiễm của cây Sậy và xác định nồng độ ô nhiễm thích hợp cho cây sinh trƣởng và phát triển (Quy mô phòng thí nghiệm).

Thí nghiệm 6: Nghiên cứu ảnh hƣởng của mật độ trồng sậy đến sự tăng

trƣởng và khả năng làm sạch chất ô nhiễm (Quy mô phòng thí nghiệm).

Thí nghiệm 7: Nghiên cứu đánh giá khả năng loại bỏ chất ô nhiễm trong nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp bằng phƣơng pháp ozone hóa kết hợp đất ngập nƣớc kiến tạo trồng sậy chảy ngầm ngang (thực hiện ngoài hiện trƣờng).

1.3.4. Nội dung 4: Đề xuất công nghệ xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán cho nhà máy Jollibee Việt Nam

Đề xuất công nghệ xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán bằng phƣơng pháp ozone hóa kết hợp với Sậy trồng trong hệ thống đất ngập nƣớc kiến tạo chảy ngầm ngang.

1.4. Phạm vi, đối tƣ ng nghi n cứu

1.4.1. Phạm vi

Phạm vi thời gian: Từ năm 2015 đến năm 2019.

Phạm vi không gian: Các thí nghiệm đƣợc tiến hành tại Nhà máy Jollibee Việt Nam tại Khu công nghiệp Tân Kim – huyện Cần Giuộc – tỉnh Long An. Phân tích mẫu tại Viện Môi trƣờng và Tài nguyên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh và Khoa Môi trƣờng & Tài nguyên Thiên nhiên – Trƣờng Đại học Cần Thơ.

Phạm vi nội dung: Nghiên cứu kết hợp phƣơng pháp ozone hóa với đất

ngập nƣớc trồng sậy để xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán.

1.4.2. Đối tƣ ng nghi n cứu

Nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp lấy tại nhà máy Jollibee Việt Nam

và cây Sậy lấy tại Cần Giuộc – Long An.

1.5. Ý nghĩa của luận án

Ý nghĩa của luận án vừa mang tính lý thuyết vừa mamg tính thực tế, bƣớc đầu đã xử lý đƣợc một phần các chất ô nhiễm trong nƣớc thải sơ chế gà rán nhằm giảm thiểu ô nhiễm và có thể áp dụng cho xử lý tiếp theo bằng sậy.

1.5.1. Ý nghĩa khoa học

Ý nghĩa khoa học quan trọng đầu tiên của luận án là xác định đƣợc mối tƣơng quan và dự báo theo chuỗi thời gian thông qua các thí nghiệm ở các tỷ lệ nƣớc thải khác nhau khi sử dụng ozone, điện cực và ozone kết hợp điện cực than để xác định các thông số tối ƣu cho quá trình tiền xử lý nƣớc thải. Các mối tƣơng quan đƣợc thể hiện qua các phƣơng trình hồi quy trong quá trình thí nghiệm.

Ý nghĩa khoa học thứ hai của luận án là từ kết quả nghiên cứu tác giả đã nghiên cứu quá trình động học của XLNT sau tiền xử lý bằng cây Sậy. Xác định đƣợc hiệu suất xử lý nƣớc thải, đánh giá đƣợc sự phát triển của thân cây; bộ rễ; mật độ cây trồng thích hợp. Kết quả nghiên cứu đƣợc phân tích, luận giải theo xu thế tuyến tính với các phƣơng trình hồi thế.

Ý nghĩa khoa học thứ ba: Luận án là nguồn tài liệu khoa học cho các nghiên cứu chuyên sâu có liên quan đến lĩnh vực này; Là nguồn tham khảo để đƣa vào giảng dạy tại các ngành Kỹ thuật môi trƣờng, Công nghệ môi trƣờng, Quản lý môi trƣờng, Kỹ thuật tài nguyên nƣớc.....ở các trƣờng đại học, cao đẳng; Là cơ sở khoa học để ứng dụng trong xử lý nƣớc thải tại các cơ sở sơ chế gà rán công nghiệp tƣơng tự.

1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả nghiên cứu của luận án góp phần nâng cao nhận thức của xã hội trong việc bảo vệ môi trƣờng và xử lý ô nhiễm môi trƣờng theo hƣớng sinh thái.

Luận án đã đề xuất công nghệ xử lý nƣớc thải áp dụng cho nhà máy Jollibee; tính toán sơ bộ chi phí vận hành và giá thành xử lý cho nhà máy; Đóng góp này mang ý nghĩa thực tế với nhà máy Jollibee.

Kết quả nghiên cứu của luận án đem lại hiệu quả trong xử lý loại hình

nƣớc thải sơ chế gà rán.

1.6. Điểm mới của luận án

Lần đầu tiên nghiên cứu sự kết hợp sử dụng phƣơng pháp ozone hóa và Sậy trong hệ thống đất ngập nƣớc kiến tạo để xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp.

Xác định đƣợc pH và liều lƣợng ozone phù hợp cho quá trình tiền xử lý

bằng phƣơng pháp ozone hóa đối với nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp.

Luận án đã đánh giá đƣợc hiệu quả hấp thu N, P và sự phát triển của nhu

mô xốp trong cây Sậy.

Xây dựng đƣợc mô hình hồi quy tổng quát xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp của quá trình tiền xử lý bằng phƣơng pháp ozone hóa và quá trình xử lý sậy.

Đề xuất đƣợc công nghệ xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp bằng phƣơng pháp ozone hóa (có tác nhân điện cực) kết hợp với Sậy trồng trong hệ thống đất ngập nƣớc kiến tạo chảy ngầm ngang.

CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Tổng quan đối tƣ ng nghiên cứu

2.1.1. Đặc tính và thành phần của nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp

Nƣớc thải từ quá trình tẩm ƣớp gà bao gồm: Mỡ động thực vật, vụn thịt, dịch máu, hóa chất tẩy rửa, hóa chất khử trùng, chất thải rắn,… do đó, thành phần và đặc tính của nƣớc thải tẩm ƣớp gà gồm: BOD5, COD, TSS, TN, TP, Amoni, dầu mỡ động thực vật,… với đặc tính vừa nêu, nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp đƣợc xem là nƣớc thải phức tạp và gây tốn kém cho quá trình xử lý.

Thành phần cơ bản của gia vị tẩm ƣớp: hành, tỏi, ớt, gừng, sữa, muối, hạt

nêm,... Mức nƣớc phát thải: 6-10 m3/ 01 tấn sản phẩm.

Bảng 2.1: Đặc tính nƣớc thải từ ngành sản xuất tẩm ƣớp gà rán công nghiệp

Chỉ tiêu Đơn vị McDonald's KFC Jollibee QCVN 40:2011 cột B

pH - 6,5 – 8,5 6,3 – 6,9 5,5 – 9 5,95

TSS mg/L 100 – 150 - 510 100

COD - 1.350 1.500 – 2.800 150

150 – 350 950 600 – 900 50

BOD5 TN mgO2/L mgO2/L mg/L 20 – 90 112 – 170 35 40

TP mg/L 8 – 12 22 – 40 7 6

mg/L - 7,8 360 - Dầu mỡ thực vật

Coliforms MPN/100mL 108 – 109 - 2,4×108 5000

Nguồn: Tổng hợp từ báo cáo giám sát chất lượng môi trường của các nhà máy trong năm 2015.

2.1.2. Tổng quan về cây Sậy (Phragmites australis)

Tên tiếng Anh: Phragmites australis (Phragmites spp.).

Tên tiếng Việt: Cây Sậy

Họ thực vật: Lúa/ cỏ (Poaceae)

Sậy có thể đạt chiều cao trƣởng thành trung bình khoảng 2 mét, ở độ cao này cây có thể phát hoa hoặc đâm ra chồi mới từ gốc. Hạt giống từ hoa của sậy có thể phát tán đi xa nhờ gió. Trong điều kiện thuận lợi về đất, nƣớc và ánh nắng mặt trời, sậy có thể phát triển mạnh tạo nên một quần thể độc nhất bởi

hệ thống thân, rễ và chồi nhánh; Chiều cao lên tới 4m với đƣờng kính trung bình thân cây 0,5 - 1,5cm; Cụm hoa dài 15 đến 40cm. (T. Hara et al., 1993)

Theo Lê Anh Tuấn (2011) tại vùng Đồng bằng Sông Cửu Long, trong điều kiện đất ngập nƣớc bão hoà hoặc cận bão hoà, chiều cao của Sậy (từ gốc lên phát hoa) có thể đạt kích thƣớc tối đa là 3,5 - 4,0 m. Rễ Sậy là loại rễ chùm đặc trƣng với mật độ dày cao ở độ sâu 30 - 60 cm dƣới mặt đất. Dƣới độ sâu 60 cm đến độ sâu lớn nhất 70 cm, mật độ rễ giảm dần. Lá sậy có dạng phẳng màu xanh, rộng từ 1-6 cm và dài 50-60 cm.

 Phân bố và thích nghi

Môi trƣờng sống của Cây sậy thông thƣờng ở các vùng đất ngập nƣớc ngọt và nƣớc hơi lợ, đầm lầy, suối, thấm, ven sông và hồ các khu vực khác (Z.H Ye et al., 2003). Sậy phân bố rộng rãi trên thế giới và đƣợc tìm thấy ở mọi châu lục ngoại trừ Nam Cực (Gucker Corey L., 2008). Ở Việt Nam cây Sậy có thể tìm thấy ở mọi tỉnh thành của vùng Đồng bằng Sông Cửu Long.

Cây sậy thích nghi với nhiều loại điều kiện đất từ loại mịn đến loại đất thô. Sậy thích nghi với điều kiện yếm khí và đất có độ pH từ 2 đến 8. (theo U.S. EPA, 1988 đƣợc trích dẫn bởi Lê Hoàng Nghiêm, 2016b)

 Công dụng xử lý ô nhiễm

Cây Sậy đƣợc sử dụng rộng rãi trong việc xử lý các loại nƣớc thải khác nhau bằng đất ngập nƣớc kiến tạo (Kadlec et al., 2000; Jan Vymazal and Lenka Krőpfelová, 2005 . Sậy có khả năng giữ một lƣợng lớn các chất dinh dƣỡng trong nƣớc thải qua lƣợng sinh khối của chúng (Lisamarie Windham and Joan G. Ehrenfeld, 2003). Các thực nghiệm của Bùi Thị Kim Anh và ctv. (2019a,b) đã chứng minh rằng sậy đã loại bỏ có ý nghĩa một lƣợng lớn nitrogen trong nƣớc thải do hấp thu qua hệ thống rễ của chúng. Đặc biệt hệ sinh vật xung quanh rễ của chúng vô cùng phong phú, có thể phân huỷ chất hữu cơ và hấp thụ kim loại nặng trong nhiều loại nƣớc thải khác nhau. Sử dụng cây Sậy trong việc xử lý nƣớc thải sinh hoạt và công nghiệp vốn đã đƣợc nghiên cứu và ứng dụng thành công ở nhiều nƣớc trên thế giới cũng nhƣ ở Việt Nam.

Theo Sikora et al. (1995 đƣợc trích dẫn bởi Lê Anh Tuấn và ctv. (2009), trong các loài thực vật trồng ở đất ngập nƣớc nhân tạo, Sậy là loài tỏ ra thích hợp nhất cho quá trình khử đạm, 50% sinh khối của Sậy nằm ở dƣới đất (bộ rễ và thân chồi) làm cho khả năng vận chuyển oxy từ trên xuống lớn hơn các loài thực vật khác, do đó, nó sẽ cung cấp đầy đủ oxy cho quá trình nitrate hóa (thấp

nhất là 2mg/L). Tốc độ của quá trình nitrate hóa là yếu tố giới hạn chính cho việc khử đạm của đất ngập nƣớc kiến tạo.

 Mật độ trồng sậy

Lƣợc khảo tài liệu cho thấy, trong nghiên cứu sử dụng đất ngập nƣớc kiến tạo có trồng sậy, mật độ 20 – 50 cây/m2 đƣợc các nhà khoa học ƣu tiên lựa chọn; Nhóm tác giả Trƣơng Thị Nga và ctv. (2007) khi nghiên cứu nƣớc thải chăn nuôi bằng sậy đã lựa chọn mật độ trồng 50 cây/m2. Lê Anh Tuấn và ctv. (2012) khi nghiên cứu đất ngập nƣớc kiến tạo chảy ngầm đã chọn mật độ trồng sậy là 25 cây/m2. Ngô Thụy Diễm Trang và Hans Brix (2012 đã chọn mật độ trồng sậy 25 cây/m2 để nghiên cứu hiệu suất xử lý nƣớc thải sinh hoạt của hệ thống đất ngập nƣớc kiến tạo nền cát vận hành với mức tải nạp thủy lực cao. Theo Lê Hoàng Nghiêm (2016a), thực vật trồng trong hệ thống đất ngập nƣớc kiến tạo nên có mật độ trồng khoảng 25 – 50 cây/m2. Xuelan Liu et al. (2018) trong nghiên cứu sử dụng đất ngập nƣớc chảy ngầm ngang trồng sậy với mật độ 45 cây/m2 để đánh giá ảnh hƣởng của tải trọng nitrogen đầu vào đến hiệu quả xử lý nitrogen và COD. Nguyễn Công Mạnh và ctv. (2019 đã lựa chọn mật độ sậy 20 bụi/m2 để nghiên cứu đánh giá hiệu quả ứng dụng công nghệ đất ngập nƣớc kiến tạo xử lý nguồn nƣớc mặt ô nhiễm. Nguyễn Minh Kỳ và ctv. (2020 đã chọn mật độ sậy 20 bụi/m2 để nghiên cứu khả năng xử lý ô nhiễm dinh dƣỡng.

2.2. Phƣơng pháp ozone hoá trong xử lý nƣớc thải

2.2.1. Các quá trình ozone hóa trong xử lý nƣớc thải

Bảng 2.2: Các quá trình ozone hóa (oxy nâng cao bằng cách tạo gốc *OH từ ozone) trong xử lý nƣớc thải.

O3 /pH

TT Tác nh n phản ứng T n quá tr nh

Quá trình ozone hoá ở pH cao (pH > 8.5)

Catazon

O3 và các chất xúc tác

3O3 + H2O

2*OH + 4O2

Peroxon

H2O2 và O3

H2O2 + 2O3

2*OH + 3O2

UV/O3

2*OH

O3 + H2O

O3 và năng lƣợng photon UV

(

= 253,7 nm)

UV/H2O2+ O3

4*OH

H2O2/O3 và năng lƣợng photon UV

= 253,7 nm)

H2O2 +O3 + H2O + O2 (

Phản ứng đặc trƣng 3O3 + OH- + H+  2*OH + 4O2

Nguồn: Trần Mạnh Trí, 2006.

Advanced Oxidation Processes – AOPs là phƣơng pháp oxy hóa nâng cao. Sự tiến bộ của nó hơn các phƣơng pháp thông thƣờng là tạo ra gốc hoạt

hóa hydroxyl (*OH có tính linh động cao và khả năng oxy hóa mạnh hơn các biện pháp oxy hóa thông thƣờng (Đặng Xuân Hiển, 2011 đƣợc trích dẫn bởi Nguyễn Thị Ngọc Bích, 2013). Ngày nay nhiều nghiên cứu đã ứng dụng các quá trình ozone hóa nhƣ một khâu tiền xử lý các thành phần độc hại hoặc khó phân hủy trong nƣớc thải. Quá trình tiền oxy hóa bằng ozone đƣợc sử dụng rộng rãi nhằm giảm sự hình thành sản phẩm phụ khử trùng, bằng cách phá hủy cấu trúc của NOM (Natural organic matters – chất hữu cơ tự nhiên qua đó giảm hình thành THMs (Trihalomethanes theo C. N. Chang (2002 đƣợc trích dẫn bởi Lê Ngọc Kim Ngân và Nguyễn Phƣớc Dân (2017).

2.2.2. Quá trình tạo ra gốc *OH bằng phản ứng ozone với sự có mặt chất xúc tác (O3/xúc tác)

Quá trình catazon có thể đƣợc thực hiện với chất xúc tác đồng thể hoặc dị thể. Trƣờng hợp sử dụng chất xúc tác đồng thể, Hassan et al. (1998) đƣợc trích dẫn bởi Trần Mạnh Trí (2006) đã nghiên cứu xử lý màu của nƣớc thải dệt nhuộm chứa thuốc nhuộm azo bằng quá trình sử dụng ozone có mặt xúc tác Ferral đồng thể, gồm 2% sulfat ferric và 6% sulfat nhôm trong điều kiện pH cao và đã đạt hiệu quả khử màu tốt. Xử lý nƣớc thải bằng ozone với xúc tác đồng thể sulfat Fe(II), Mn(II), Ni(II) hoặc Co(II) có tác dụng loại bỏ chất ô nhiễm hữu cơ cao hơn so với khi sử dụng ozone đơn thuần. Trong công trình nghiên cứu của Cortes et al. (1998) cho thấy sự có mặt chất xúc tác ion kim loại Mn(II), Fe(II đã phân hủy các hợp chất clobenzen ở mức độ rất cao, khoảng 99%, trong khi đó hệ O3/pH cao cho hiệu quả thấp hơn. T.E. Agustina et al. (2005) cho rằng việc tăng giá trị pH sẽ làm tăng khả năng phân huỷ các chất ô nhiễm và tăng tỷ lệ tạo ra gốc oxy hoá tự do, các gốc này có tỷ lệ phân huỷ các hợp chất mạnh hơn so với bản thân của ozone.

Theo Cooper (1999 và Bresnihan (1998 đƣợc trích dẫn bởi Trần Mạnh Trí (2006), trƣờng hợp sử dụng chất xúc tác dị thể, các nhà khoa học đã nghiên cứu phản ứng ozone hoá với chất xúc tác TiO2 cho thấy axit oxalic bị oxy hóa hoàn toàn thành CO2 và H2O. Trong cùng điều kiện tƣơng tự có thể giảm đến 94% TOC khi sử dụng hệ O3/TiO2, giảm 50% khi sử dụng hệ O3/H2O2 và chỉ giảm đƣợc 30% nếu chỉ sử dụng một mình ozone. Một số oxit kim loại nhƣ: Fe2O3, Al2O3, MnO2, Ru/CeO2 cũng đã đƣợc nghiên cứu để tăng cƣờng phản ứng ozone hóa.

Metcalf and Eddy Inc (2003) cho biết thế oxy hóa của O3, H2O2 và *OH lần lƣợt là 2,08; 1,78 và 2,8V. Theo Adel A. et al. (2004 đƣợc trích dẫn bởi Nguyễn Nhƣ Sang và ctv. (2012), AOPs là quá trình tạo ra và sử dụng gốc tự do hydroxyl (*OH nhƣ là chất oxy hóa mạnh để phân hủy chất hữu cơ không

thể oxy hóa bằng các chất oxy hóa thông thƣờng. Ozone (O3) là tác nhân oxy hóa mạnh có khả năng tạo ra gốc *OH thƣờng đƣợc áp dụng.

Một khẳng định khác, cơ chế của quá trình xử lý O3 là dựa vào khả năng oxy hóa của mình để oxy hóa các hợp chất hữu cơ hoặc biến các chất hữu cơ khó phân hủy thành dễ phân hủy hơn. Nhƣ vậy việc sử dụng điện cực kết hợp với O3 một quá trình tạo ra gốc *OH - tác nhân có tính oxy hóa mạnh hơn để xử lý các chất hữu cơ (Naoyuki Kishimoto et al., 2010). Theo Wu J.J et al. (2008 đƣợc trích dẫn bởi Nguyễn Nhƣ Sang và ctv. (2012), AOPs dùng O3 oxy hóa diễn ra theo 2 cách, một là trực tiếp, các phân tử O3 phản ứng trực tiếp với các hợp chất hòa tan và hai là gián tiếp, các gốc *OH tạo thành từ quá trình phân hủy O3 phản ứng với các hợp chất hòa tan trong nƣớc thải. Điện phân kết hợp ozone hoá là một quá trình Oxy hoá nâng cao (AOPs), những lợi thế của ozone - điện phân là không cần dùng các tác nhân khác (hydrogen peroxide hoặc muối sắt để tạo ra tác nhân *OH; không tạo các kết tủa màu; dễ sử dụng. (Naoyuki Kishimoto et al., 2007 đƣợc trích dẫn bởi Nguyễn Điền Châu, 2019a).

Phƣơng pháp điện phân, phƣơng pháp ozone hoá và phƣơng pháp điện phân kết hợp ozone hoá (điện phân – ozone hoá đã đƣợc ứng dụng trong nghiên cứu xử lý nƣớc thải sản xuất gỗ, nhằm khử độ màu và khử COD. Phƣơng pháp điện phân gần nhƣ không có hiệu quả trong việc xử lý nƣớc thải. Cả 2 phƣơng pháp ozone hoá và điện phân – ozone hoá đều có hiệu quả trong việc xử lý các chất ô nhiễm dạng vòng, nhƣng lại tạo ra các sản phẩm phụ. Trong đó, kết quả cho thấy quá trình điện phân – ozone hoá cho ra ít sản phẩm phụ và khử COD tốt hơn so hơn quá trình ozone hóa đơn thuần, hơn thế nữa, phƣơng pháp này còn rất hiệu quả cho việc chuyển dạng các hợp chất hữu cơ thành các hợp chất dễ bị oxy hoá hơn. (Naoyuki Kishimoto et al., 2010)

2.2.3. Các yếu tố ảnh hƣởng đến gốc hydroxyl (*OH)

Đối với gốc hydroxyl (*OH), những chất tìm diệt chúng là các chất bicacbonat và cacbonat và ion Clo. Ảnh hƣởng của chúng thể hiện ở các phƣơng trình phản ứng với gốc hydroxyl nhƣ sau:

- +

*OH + → *CO3

- +

*OH + HCO3 2- → H2O k = 1,5x107 M-1s-1 OH- k = 4,2x108 M-1s-1

*OH + CO3 Cl- → *CO3 *ClOH- k = 1,5x107 M-1s-1

Khi trong hệ xử lý có mặt các ion cacbonat – bicacbonat, một phần gốc - theo các phản ứng hydroxyl phản ứng với chúng và tạo ra các gốc ion *CO3 trên. Sự giảm mất gốc hydroxyl đã làm giảm tốc độ phản ứng của quá trình

- tạo ra hoạt động rất yếu so với gốc hydroxyl, UV oxy hóa. Các gốc ion *CO3 tốc độ phản ứng xảy ra rất nhỏ nhƣng không giống nhau với từng chất. Chẳng - đối với benzen rất hạn, ở pH = 7 hằng số tốc độ phản ứng giữa gốc ion *CO3 nhỏ, chỉ có 3 x 103 M-1s-1, trong khi đó với phenol thì hằng số tốc độ phản ứng có thể cao hơn, 4,9 x 106 M-1s-1.

Tỷ số ion cacbonat/ bicacbonat rất khác nhau khi môi trƣờng nƣớc xử lý

có pH khác nhau. Cân bằng của chúng thể hiện ở các phƣơng trình sau:

pH = 6,35 H2O → HCO3

H2CO3+ - + pH = 10,3 HCO3 H2O → H3O+ + H3O+ + CO3

Độ kiềm carbonate là số đo tổng lƣợng carbonate trong hệ. Qua các phƣơng trình trên cho thấy, ở pH trung tính, tỷ số cacbonat/bicacbonat là 0,00047, trong khi đó ở pH 10, tỷ số này là 0,47, có nghĩa là hai ion này chiếm số lƣợng gần nhƣ ngang nhau. Hằng số tốc độ phản ứng của ion cacbonat và gốc hydroxyl rất lớn so với ion bicacbonat nhƣ đã trình bày trong các phƣơng trình trên, nên ảnh hƣởng của ion carbonate đến sự giảm tốc độ chung của quá trình UV oxy hóa sẽ nhiều hơn. Nhƣ vậy, ở độ kiềm tổng cacbonat không đổi, pH càng cao càng bất lợi cho phản ứng, gốc *OH bị các ion carbonate tìm diệt nhiều hơn.

Nhìn chung, các ion clorua, cacbonat và bicacbonat thƣờng có ảnh hƣởng kìm hãm tốc độ phản ứng nhiều nhất, trong khi đó các ion sunfat, phosphat hay nitrat thƣờng ảnh hƣởng thấp hơn. (Trần Mạnh Trí, 2006)

2.2.4. Một số nghiên cứu xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp ozone

Nghiên cứu xử lý 1,4-dioxane trong nƣớc thải, tác giả Naoyuki Kishimoto et al. (2008 đã kết luận rằng 1,4 – Dioxan không bị phân hủy bởi nghiệm thức chỉ có điện cực và chỉ bị phân hủy nhẹ bởi ozone, tuy nhiên khi kết hợp điện cực và ozone thì 1,4 – Dioxane đã bị phân hủy rất nhanh; Nguyễn Nhƣ Sang và ctv. (2012 đã nghiên cứu xử lý độ màu và chất hữu cơ trong nƣớc thải sản xuất cà phê bột hòa tan bằng O3, H2O2 và O3/H2O2. Nhóm tác giả đã kết luận khoảng giá trị pH tối ƣu từ 7 đến 9 cho cả 3 tác nhân oxy hóa và tỉ lệ mol O3:H2O2 tối ƣu bằng 3, hiệu quả khử màu và COD cao nhất ở điều kiện tối ƣu của O3, H2O2 và O3/H2O2 lần lƣợt tƣơng ứng là 71% và 62%, 70% và 47%, 95% và 73%; Trong nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý màu nƣớc thải nhuộm tại làng nghề Vạn Phúc bằng phƣơng pháp ozone hóa, Vũ Thị Bích Ngọc và ctv. (2016) cho thấy ở pH = 9, thời gian xử lý giảm từ 10giờ xuống 8giờ, trong khi hiệu quả xử lý màu (Direct red 23 – C35H25N7Na2O10S2) tăng từ 95,03% lên đến 98,05%; Nguyễn Xuân Hoàng và ctv. (2017 đã nghiên

cứu tiền xử lý nƣớc thải bằng keo tụ điện hóa (KTĐH kết hợp Fenton-ozone. Tác giả đã chỉ ra rằng nƣớc rỉ rác sau khi xử lý bằng quá trình KTĐH kết hợp Fenton-ozone với thời gian phản ứng là 70 phút, tỉ lệ H2O2 : Fe2+ = 4 : 1 = 3.000 : 750 mg/L, ở pH = 3 cho kết quả về hiệu suất xử lý độ đục, độ màu, SS, 3-, TKN và Cr6+ lần lƣợt là 43,89%; 65,81%; 26,66%; COD, BOD5, TP, PO4 69,64%; 29,63%; 100%; 100%; 7,9% và 100%. Tỷ lệ BOD5/COD sau khi xử lý Fenton-ozone là 0,58 rất thích hợp để đƣa vào hệ thống xử lý sinh học. Còn tác giả Trƣơng Minh Trí và ctv. (2019 đã tiến hành nghiên cứu ứng dụng quá trình oxy hóa nâng cao để xây dựng quy trình xử lý nƣớc thải tại trung tâm thí nghiệm thực hành Trƣờng Đại học Phú Yên. Tác giả đã chỉ ra rằng ở pH = 8, tỷ lệ phèn 1:1 (5mL Fe2+ 10%/ 5mL Al3+ 10%), thời gian sục ozone là 45 phút, 2mL PAC 10% thì hiệu suất xử lý COD là 92,20%, TSS là 93,26% và độ màu là 91,03%.

2.3. Xử lý nƣớc thải bằng thuỷ sinh thực vật

2.3.1. Giới thiệu thuỷ sinh thực vật

Justyna Milke et al. (2020) cho biết thủy sinh thực vật (TSTV) bao gồm các loài thực vật sinh trƣởng trong môi trƣờng nƣớc, TSTV có thể gây nên một số bất lợi cho con ngƣời do việc phát triển nhanh và phân bố rộng. Tuy nhiên, lợi dụng TSTV để xử lý nƣớc thải, làm phân compost, thức ăn cho gia súc hoặc là chất đốt có thể làm giảm thiểu các bất lợi gây ra bởi chúng mà còn thu thêm đƣợc nhiều lợi đáng kể.

2.3.1.1. Phân loại

Theo Lê Anh Tuấn và ctv. (2009) thủy sinh thực vật chia thành 4 nhóm chính: 1/ Nhóm sống chìm dƣới nƣớc (Submerged plants); 2/ Nhóm sống trôi nổi trên mặt nƣớc (Floating plants); 3/ Nhóm sống vƣơn lên mặt nƣớc (Emergent plants); 4/ Nhóm các loài thực vật có lá nổi trên mặt nƣớc (Floating leaved plant).

2.3.1.2. Vai trò của thủy sinh thực vật trong xử lý nƣớc thải

Vai trò quan trọng thứ nhất của thực vật ở khu đất ngập nƣớc là các tác động lý học, các phần cơ thể của thực vật làm ổn định bề mặt của khu đất ngập nƣớc, giảm vận tốc dòng chảy làm tăng khả năng lắng và giữ lại các chất rắn của nƣớc thải trong khu đất ngập nƣớc nhân tạo, tăng thời gian tiếp xúc giữa thực vật và nƣớc thải, do đó gia tăng khả năng hấp thu đạm. Bộ rễ cây phát triển theo chiều sâu và chiều ngang tạo thành một mạng lƣới kết dính các hạt đất với nhau tạo thành một diện tích bề mặt lớn để hấp thu đạm và các ion. Các khí khổng trong cây giúp vận chuyển oxy từ lá xuống rễ, sau đó đƣa ra

khu vực đất xung quanh tạo nguồn oxy để cho các hoạt động phân hủy các chất ô nhiễm của các vi sinh vật hiếu khí (Hans Brix and Schierup, 1990); Ảnh hƣởng tính thấm của đất, khi chúng ta nhổ cây sẽ tạo nên những lỗ rỗng lớn làm tăng sự thẩm thấu của nƣớc và gia tăng tác động qua lại giữa nƣớc thải và thực vật; Phóng thích các chất hữu cơ: thực vật có khả năng phóng thích một lƣợng lớn các chất hữu cơ thông qua rễ của chúng. Lƣợng chất hữu cơ mà thực vật phóng thích có thể lên đến 25% lƣợng carbon đƣợc cố định qua quá trình quang hợp, đây có thể là nguồn cung cấp carbon cho quá trình khử nitrate của các vi sinh vật (Hans Brix, 1997). Tác giả Lê Anh Tuấn và ctv. (2009) cho biết khi các phần cơ thể chết của thực vật bị hoại sinh đây cũng sẽ là một nguồn carbon lâu dài cho các vi sinh vật; Tạo một diện tích bề mặt lớn để cho vi khuẩn bám và phát triển thành các màng sinh học (biofilm). Vi sinh vật chịu trách nhiệm chính trong việc phân hủy sinh học các chất ô nhiễm, kể cả quá trình khử đạm. Khi các phần cơ thể của thực vật chết đi nó sẽ tạo thêm giá bám cho vi sinh vật; Tạo nên một môi trƣờng hiếu khí trong đất: các thực vật vận chuyển oxy từ khí khổng trong lá, thân xuống vùng rễ cung cấp oxy cho các quá trình phân hủy hiếu khí của các vi sinh vật ở đây.

2.3.1.3. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình xử lý ô nhiễm bằng thực vật

Tác giả Sridhar Susarla et al. (2002) cho rằng có nhiều nhân tố ảnh hƣởng đến việc hấp thu và vận chuyển các chất ô nhiễm trong cây nhƣ đặc điểm lý hoá của chất ô nhiễm (tính tan, khả năng bay hơi, trọng lƣợng phân tử, hệ số tan trong nƣớc/rƣợu Kow); tính chất môi trƣờng (nhiệt độ, pH, độ ẩm chất nền, chất hữu cơ ; đặc điểm cây trồng (đặc điểm hệ rễ, enzyme).

Ngoài ra mối liên hệ giữa cây trồng và hệ sinh vật trong vùng rễ cũng đƣợc xem là tác nhân ảnh hƣởng đến khả năng làm sạch sinh học của các loại cây (S. Ahn et al., 1993). Một nghiên cứu cho thấy khi nhiệt độ cao hơn và pH trong đất thấp hơn cho thấy có sự giảm hàm lƣợng Zn và Cd trong thân cây Bắp và cây Me Đất (Gabriella Máthé-Gáspár and Attila Anton, 2005). Việc lựa chọn các loại cây thích hợp sẽ góp phần làm tăng hiệu quả loại bỏ các chất ô nhiễm trong nƣớc thải và đƣợc xem là nhân tố quan trọng ảnh hƣởng đến mức độ loại bỏ chất ô nhiễm. Theo Karen E.Gerhardt et al. (2009) sự thành công của việc làm sạch bằng thực vật dựa trên năng suất sinh khối cao ở phần rễ. Để đạt hiệu quả cao trong việc làm sạch môi trƣờng bị ô nhiễm các loại cây trồng phải sinh trƣởng nhanh và cho sinh khối cao (Dong Qing Zhang et al., 2014) cho rằng cây trồng phát triển nhanh và có tổng diện tích bề mặt rễ lớn hơn thích hợp hơn cho việc phân huỷ PAHs (các hydrocacbon thơm nhiều mạch vòng) trong bùn. Trong một nghiên cứu sử dụng bèo Cám để xử lý dimethomorph-một loại thuốc trừ sâu cho thấy lƣợng thuốc đƣợc loại bỏ tăng

lên khi mật độ bèo Cám cao hơn (Rachel Dosnon-Olette et al., 2010). Do đó, ngoài loài cây thì mật độ cây trồng cũng đƣợc xem nhƣ nhân tố ảnh hƣởng đến khả năng hấp thu và loại bỏ các chất ô nhiễm của cây trồng.

2.3.1.4. Ƣu điểm và hạn chế trong xử lý nƣớc thải của thủy sinh thực vật

Sử dụng thủy sinh thực vật để xử lý nƣớc ô nhiễm có tính thân thiện cao với môi trƣờng; Sử dụng TSTV để xử lý nƣớc ô nhiễm cũng có tính ƣu việt hơn hẳn so với phƣơng pháp hóa lý, không làm ảnh hƣởng xấu tới hoạt tính sinh học của nƣớc, tiến hành ngay tại chỗ ô nhiễm và không cần thêm diện tích, giảm thiểu đƣợc mức độ xáo trộn nƣớc, giảm mức độ phát tán ô nhiễm thông qua không khí và dòng chảy; Chi phí cho việc sử dụng TSTV để xử lý ô nhiễm nƣớc là thấp hơn nhiều so với các công nghệ khác. Tuy nhiên, xử lý ô nhiễm nƣớc bằng TSTV chậm hơn phƣơng pháp hóa lý; Khả năng sinh trƣởng và phát triển của các loài TSTV phụ thuộc nhiều vào các yếu tố vật lý và hóa học của môi trƣờng nhƣ pH, độ mặn, nồng độ chất ô nhiễm và sự hiện diện của các chất độc; TSTV dùng để xử lý các chất ô nhiễm thƣờng bị giới hạn về chiều dài rễ. Do đó, khi sử dụng TSTV để xử lý ô nhiễm ở thuỷ vực có độ sâu quá lớn là không phù hợp (Theo Vũ Thị Phƣơng Thảo, 2017).

2.3.1.5. Một số nghiên cứu xử lý nƣớc thải bằng thuỷ sinh thực vật

a) Tình hình nghiên cứu về thực vật xử lý ô nhiễm trên thế giới

Ở miền Trung Ấn Độ, S.K.Billore et al. (1999) kết luận giống Sậy (Phragmites karka đã loại bỏ 78% lƣợng nitrogen và 58 – 65% lƣợng phosphorus sau khi qua hệ thống đất ngập nƣớc kiến tạo chảy ngầm nằm ngang.

Nghiên cứu sử dụng cây Cói giấy (Cyperus papyrus), cỏ Nến (Typha domingensis), cỏ Nhiệt đới (Miscanthidium violaceum), và cây Lau (Phragmites mauritianus để xử lý nƣớc thải giết mổ ở thành phố Kampala, Cộng hòa Uganda. Tác giả Robinson Odong et al. (2013) chỉ ra rằng cây Cói giấy (Cyperus papyrus) hấp thu phosphorus tốt nhất là 3,9 mg/g trọng lƣợng khô; cây Lau (Phragmites mauritianus) hấp thu nitrogen là 39,70 mg/g trọng lƣợng khô. Cây Cói (Cyperus papyrus đạt sinh khối cao nhất là 31,0 kg trọng lƣợng khô/m2, so với cây cỏ Nến (Typha domingensis) là 7,5kg trọng lƣợng khô/m2, cây Lau (Phragmites mauritianus) là 7,2 kg trọng lƣợng khô/m2 và cỏ Nhiệt đới (Miscanthidium violaceum) là 5,0 kg trọng lƣợng khô/m2. Cây Cói (Cyperus papyrus) có tổng diện tích bề mặt rễ lớn nhất (200.634 cm²).

Lƣợc khảo về tích lũy kim loại nặng trong sinh khối trên mặt đất của Sậy (Phragmites australis) trong xử lý nƣớc thải bằng đất ngập nƣớc dòng chảy

ngang. Lƣợng kim loại nặng đƣợc tích lũy trong chồi cây là 71% đối với Cadmium, 55% đối với Chromium và 49% đối với Zinc (Jan Vymazal and Tereza Březinová, 2016). Ezio Ranieri et al. (2013) khi nghiên cứu loại bỏ sắt, crôm và chì từ nƣớc thải bằng đất ngập nƣớc dòng chảy ngầm ngang trồng Sậy (Phragmites australis) và cỏ Nến (Typha latifolia). Tác giả kết luận, khi trồng Sậy hiệu quả xử lý lần lƣợt là 87%, 88% và 92% của Cr, Pb và Fe; Khi trồng cỏ Nến hiệu quả xử lý 90%, 87% và 95% của Cr, Pb và Fe.

Nghiên cứu của Roman Marecik et al. (2013) tại Đại học Poznań – Ba Lan về khả năng xử lý ô nhiễm Nitrates, Nitroglycerin, và Nitroglycol của 3 loại thực vật là cỏ Hƣơng bồ, cây Sậy và cỏ Nến/ Bồn Bồn. Độc tính của nƣớc thải giàu nitrat đối với các loài thực vật đã nghiên cứu đƣợc xác định bằng cách đo mức độ tăng sinh khối của thực vật, và mô hình toán học sau này cho phép đánh giá các giá trị IC50. Cỏ Hƣơng bồ và cây Sậy góp phần hiệu quả trong việc khử nitrat (tƣơng ứng 82% và 79%,). Cỏ Hƣơng bồ cũng cho kết quả cao trong việc khử nitroglycerin là 87% và nitroglycol là 42%.

Nghiên cứu của Shervin Jamshidi et al. (2014) nghiên cứu kết hợp thiết bị kỵ khí vách ngăn với đất ngập nƣớc trồng Sậy (Phragmites spp.) và Cỏ nến (Typha sp.) cho thấy hiệu quả xử lý COD, BOD5, TSS, TN, PO4-P lần lƣợt là 87% và 86%, 93% và 92%, 88% và 86%, 79% và 77%, 21% và 14%.

- giảm 66,7%, SO4

Nghiên cứu của Alireza Valipour et al. (2015) tại Đại học Yeungnam – Hàn Quốc, hiệu quả xử lý nƣớc thải đô thị bằng sử dụng đất ngập nƣớc với việc phát triển hàng rào sinh học/ màng sinh học trên giá thể là rễ của Lục Bình, quá trình này cho thấy hơn sự ổn định và hiệu suất nâng cao trong việc loại bỏ các chất hữu cơ và chất dinh dƣỡng, so với lục bình nƣớc truyền thống giảm 33% -67% thời gian lƣu nƣớc.

Nghiên cứu xử lý nƣớc thải từ nhà bếp bằng đất ngập nƣớc nhân tạo sử dụng thực vật là cỏ Hƣơng bồ (Typha Orientalis), tác giả Oladipupo. S. Oladejo et al. (2015) kết luận trong thời gian lƣu 10 ngày, nƣớc thải có độ đục 2- giảm 87,9%, Cl- giảm 94,9%, BOD5 giảm 79,0%, NO3 giảm 70,24%. Giá trị pH và Oxy hòa tan tăng lần lƣợt 28,3% và 64,01%.

Kavya S Kallimani and Arjun S Virupakshi (2015) khi nghiên cứu xử lý nƣớc thải bằng đất ngập nƣớc với thực vật là Chuối hoa và Sậy đã kết luận với COD đầu vào 250mg/L, tác giả cho thấy kết quả pH là 6,4-7,6 và 6,7-8,1; COD giảm 84% và 76%; BOD3 giảm 71% và 67%; Phosphate giảm 62% và 51%.

Gökben Basaran Kankılıc et al. (2016) khi nghiên cứu sử dụng Sậy (Phragmites australis) nhƣ một loại vật liệu hấp phụ sinh học để loại bỏ thuốc

nhuộm cơ bản (xanh methylen - MB) khỏi dung dịch nƣớc. Tác động của một số thông số có ảnh hƣởng nhƣ pH ban đầu, nồng độ thuốc nhuộm ban đầu và thời gian tiếp xúc đến khả năng hấp phụ của Phragmites australis đã đƣợc đánh giá. Khả năng hấp phụ tối đa của Sậy thô và Sậy biến đổi đƣợc tìm thấy là 22,7 mg/g và 46,8 mg/g ở nồng độ MB ban đầu là 250 ppm, liều hấp thụ sinh học 0,25 g và dung dịch nhuộm ban đầu có pH là 6,5. Tốc độ hấp phụ đƣợc xây dựng theo mô hình động học bậc hai. Các thông số nhiệt động cho cả sinh khối thô và biến đổi cho thấy sự hấp phụ của MB là thuận lợi và tự phát. Tác giả kết luận cả Sậy thô và Sậy biến đổi đều có tiềm năng là chất hấp phụ thân thiện với môi trƣờng để loại bỏ metylen xanh khỏi dung dịch nƣớc.

Nghiên cứu loại bỏ thuốc nhuộm Congo đỏ (chất gây ung thƣ khỏi dung dịch nƣớc bằng cách sử dụng chất hấp phụ mới đƣợc phát triển từ thực vật thủy sinh (Phragmites australis). Tác giả Alaa R. Omran et al. (2016) kết luận tỷ lệ loại bỏ thuốc nhuộm trong nƣớc thải là 98%.

b) Tình hình nghiên cứu thực vật xử lý ô nhiễm ở Việt Nam

Trƣơng Thị Nga và Hồ Liên Huê (2009) nghiên cứu hiệu quả xử lý nƣớc thải chăn nuôi bằng cây Sậy. Hiệu suất xử lý nƣớc thải của Sậy đối với tổng lân là 93,78%; phosphate là 93,57%; ammonium là 64,08%; và COD là 36,39%.

Nghiên cứu hiệu suất xử lý nƣớc thải sinh hoạt của hệ thống đất ngập nƣớc kiến tạo (cây Sậy) nền cát vận hành với mức tải nạp thủy lực cao do Ngô Thụy Diễm Trang và Hans Brix (2012) thực hiện, tác giả kết luận khả năng xử lý TSS, PO4-P và TP là rất hiệu quả và không đổi cho cả hai mức lƣu lƣợng (600 L/ngày và 1.200 L/ngày) với hiệu suất xử lý trung bình tƣơng ứng là +-N khoảng 94%, 99% và 99%. Trong khi đó hiệu suất xử lý BOD5, COD, NH4 và TKN giảm ở mức lƣu lƣợng cao (1.200L/ngày), với giá trị trung bình tƣơng ứng là 47%-71%, 68%-84%, 63%-87% và 69%-91%.

Trƣơng Hoàng Đan và Bùi Trƣờng Thọ (2012 đã nghiên cứu hiệu quả xử lý nƣớc thải hầm tự hoại và khả năng tích lũy đạm lân của Môn nƣớc (Colocasia esculenta) và cỏ Mồm (Hymenachne acutigluma). Nhóm tác giả chỉ ra rằng hiệu suất xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm (COD, TKN, Pts. DO) trong nƣớc thải hầm cầu của Môn nƣớc, cỏ Mồm cao dao động từ 62,8-89,47%; Hàm lƣợng đạm tích lũy trong thân, lá và rễ (% trọng lƣợng khô) của Môn nƣớc là 4,10% và 2,89%; của cỏ Mồm là 3,22% và 2,36%; Hàm lƣợng lân tích lũy trong thân, là và rễ (% trọng lƣợng khô) của Môn nƣớc là 0,8% và 0,71%, của cỏ Mồm là 0,41% và 0,3%.

Trƣơng Hoàng Đan và ctv. (2013) nghiên cứu xử lý nƣớc thải sinh hoạt bằng rong Đuôi chồn (Ceratophyllum demersum) và bèo Tai tƣợng (Pistia stratiotes l.), tác giả chỉ ra rằng hiệu quả xử lý TN, TP, COD, BOD của bèo Tai tƣợng lần lƣợt là 71,10%; 96,01%; 82,61%; 83,49% trong khi hiệu quả xử lý TN, TP, COD, BOD của rong đuôi chồn lần lƣợt là 53,63%; 95,10%; 72,55%; 64,57%.

Nghiên cứu tại Trƣờng Đại học Tây Nguyên do Nguyễn Hoàng Phƣơng và ctv. (2015) thực hiện để xử lý nƣớc thải sinh hoạt bằng cây Chuối nƣớc (Canna Roma) và cây Sậy (Phragmites communis (L.) Trin) trong mô hình bãi lọc ngầm. Thực vật thích nghi khá tốt trong điều kiện khí hậu nhiệt đới, sinh trƣởng và phát triển tốt tạo sinh khối nhanh: trung bình đạt 5,2 cm/tuần (cây Chuối nƣớc) và 11,4 cm/tuần (cây Sậy). Hiệu suất xử lý 5/6 thông số ô nhiễm - từ 47,8 3-, COD, BOD5, TSS đều đạt trên 73%, hiệu quả xử lý NO3 +, PO4 NH4 – 56,1%.

Nghiên cứu về khả năng loại bỏ chất ô nhiễm trong nƣớc thải chăn nuôi lợn đã qua xử lý bằng hầm biogas của hệ thống phối hợp cây Sậy, Thủy trúc, cỏ Vetiver và Bèo tây ở quy mô pilot do Vu Thi Nguyet et al. (2016) thực hiện, thì hiệu suất xử lý COD, TN và TP lần lƣợt là 71,66 %; 79,26 % và 69,65 %, lƣợng TN và TP loại bỏ là 4.201,35mgN/m2.ngày và 448,76mgP/m2.ngày.

Hà Xuân Linh và Phan Đức Cảnh (2018) đã nghiên cứu khả năng sinh trƣởng và hấp thu một số kim loại nặng (KLN) của cây Sậy (Phragmites australis trên đất sau khai thác khoáng sản của nhà máy phosphorus tại tỉnh Lào Cai cho thấy cây Sậy sinh trƣởng, phát triển bình thƣờng và sự phát triển của cây phụ thuộc vào đặc điểm môi trƣờng đất và pH của đất. Các tác giả đã kết luận hàm lƣợng KLN tích lũy trong rễ lớn hơn so với hàm lƣợng KLN tích lũy trong thân, lá. Hiệu suất hấp thu cao nhất đạt lần lƣợt đối với Zn, Cd, Pb và cuối cùng là As.

Trong nghiên cứu đánh giá chất lƣợng và ứng dụng công nghệ đất ngập nƣớc với sự tham gia của cỏ Năng (Eleocharis dulcis để xử lý nƣớc thải nuôi tôm, nhóm tác giả Trần Hoàng Thanh và Lê Thị Kim Oanh (2018 đã cho biết hiệu quả xử lý COD đạt 65,8%, amonia đạt 93,7%, TDS (Total Dissolved Solids đạt 57,6% với thời gian lƣu là 23 ngày.

Nghiên cứu đánh giá hiệu quả ứng dụng công nghệ đất ngập nƣớc kiến tạo xử lý nguồn nƣớc mặt ô nhiễm bằng loài cỏ Sậy (Phragmites australis). Nguyễn Công Mạnh và ctv. (2019) cho biết hiệu quả xử lý các chất ô nhiễm nhƣ TSS, BOD5, COD đạt mức cao lần lƣợt với tỷ lệ 85%, 90% và 87%.

Võ Đình Long và ctv. (2019 đã sử dụng cây Chuối nƣớc (Heliconia psittacorum Sessé để xử lý chất ô nhiễm trong nƣớc thải chế biến tinh bột sắn, sau thời gian lƣu nƣớc 5 ngày hiệu quả xử lý xyanua giảm từ 0,063 xuống còn 0,015 mg/L và tổng N đã giảm 51,98%.

Tóm lại:

Với những lƣợc khảo tài liệu trên, nghiên cứu ứng dụng thủy sinh thực vật trong xử lý nƣớc thải là xu hƣớng thân thiện với môi trƣờng đƣợc rất nhiều nhà khoa học quan tâm. Tuy nhiên, để lựa chọn loại thủy sinh thực vật thỏa mãn đƣợc các tiêu chí: dễ tìm, sinh trƣởng nhanh, chi phí thấp, khả năng thích nghi với nhiều kiểu môi trƣờng khác nhau và có khả năng xử lý ô nhiễm .... là vấn đề cần đƣợc cân nhắc kỹ khi tiến hành nghiên cứu. Qua quá trình tìm hiểu, tác giả đã nhận thấy Sậy là loại thủy sinh thực vật đáp ứng đƣợc yêu cầu của đề tài nghiên cứu của tác giả, do vậy đã chọn cây sậy để thực hiện trong nghiên cứu của mình.

2.3.2. Hệ thống đất ngập nƣớc kiến tạo

2.3.2.1. Định nghĩa đất ngập nƣớc kiến tạo

Đất ngập nƣớc kiến tạo đƣợc định nghĩa là một hệ thống công trình xử lý nƣớc thải đƣợc kiến thiết và tạo dựng mô phỏng có điều chỉnh theo tính chất của đất ngập nƣớc tự nhiên với cây trồng chọn lọc (Lê Anh Tuấn và ctv., 2009).

Theo tổ chức Melbourne Water (2002), có ba khu vực chính cho một hệ thống xử lý nƣớc bằng đất ngập nƣớc kiến tạo: (i) khu tiền xử lý, (ii) khu vào, và (iii) khu lọc qua đất ngập nƣớc với hệ thống các cây thủy sinh.

Hình 2.1: Sơ đồ một khu hệ thống đất ngập nƣớc kiến tạo (Theo Melbourne Water, 2002 trích bởi Lê Anh Tuấn và ctv., 2009)

2.3.2.2. Phân loại

Theo Lê Anh Tuấn và ctv. (2009), đất ngập nƣớc kiến tạo đƣợc xây dựng cho mục đích chính là xử lý nƣớc thải. Có hai kiểu hệ thống xử lý nƣớc bằng đất ngập nƣớc kiến tạo cơ bản, đó là hệ thống đất ngập nƣớc kiến tạo chảy mặt tự do (Constructed Free Surface Flow Wetlands - CFFW) và hệ thống đất ngập nƣớc kiến tạo chảy ngầm (Constructed Subsurface Flow Wetlands - CSFW). Hai kiểu phân biệt cơ bản này lại đƣợc phân chia theo nhiều kiểu khác nhau theo chức năng xử lý của loại thực vật đƣợc trồng và đặc điểm dòng chảy. Trong một số trƣờng hợp, một hệ thống xử lý kiểu lai (Hybrid treatment system), bằng cách kết hợp pha cả hai hệ thống đất ngập nƣớc cơ bản trên.

Bảng 2.3: Ƣu nhƣợc điểm của hai kiểu đất ngập nƣớc kiến tạo.

Ƣu điểm Nhƣ c điểm Kiểu đất ngập nƣớc kiến tạo

Chảy mặt - Cần một diện tích lớn.

- Chi phí xây dựng, vận hành và quản lý thấp.

- Kém loại bỏ nitrogen, phosphorus và vi khuẩn.

- Tối thiểu hoá thiết bị cơ khí, năng lƣợng và kỹ năng quản lý.

- Gây mùi hôi do sự phân huỷ các chất hữu cơ.

- Ổn định nhiệt độ và ẩm độ cho khu vực.

- Khó kiểm soát muỗi, côn trùng và các mầm bệnh khác.

- Rủi ro cho trẻ em và gia súc.

Chảy ngầm

- Tốn thêm chi phí cho vật liệu cát, sỏi.

- Tốc độ xử lý có thể chậm. - Loại bỏ hiệu quả nhu cầu oxy sinh hoá (BOD), nhu cầu oxy hoá học (COD), tổng các chất rắn lơ lửng (TSS) và kim loại nặng.

- Cần một diện tích nhỏ hơn.

- Nƣớc thải chứa TSS cao có thể gây tình trạng úng ngập. - Giảm thiểu mùi hôi, vi khuẩn.

- Tối thiểu hoá thiết bị cơ khí, năng lƣợng và kỹ năng quản lý.

- Vận hành quanh năm trong điều kiện nhiệt đới.

Nguồn: Theo Davis, 1995 được trích dẫn bởi Lê Anh Tuấn và ctv., 2009.

2.3.2.3. Cơ chế chuyển vận chất ô nhiễm trong đất ngập nƣớc

Theo Lê Anh Tuấn và ctv. (2009), các chất ô nhiễm trong nƣớc thải khi đi qua đất ngập nƣớc đều đƣợc làm sạch một phần hoặc toàn bộ nhờ các tiến trình vật lý, hóa học và sinh học bên trong đất ngập nƣớc phối hợp. Hiểu đƣợc tiến trình các tác nhân lý – hóa – sinh của dòng chảy nƣớc thải khi đi vào khu đất ngập nƣớc là nền tảng quan trọng giúp cho việc thiết kế hệ thống đất ngập nƣớc một cách hiệu quả cả về kỹ thuật lẫn kinh tế. Theo lý thuyết, chất ô nhiễm trong nƣớc thải bị loại bỏ trong đất ngập nƣớc kiến tạo khi nó di chuyển qua môi trƣờng xốp của đất nền và vùng rễ của cây trồng. Các màng mỏng bọc quanh từng cọng rễ là nơi dẫn xuất oxygen từ không khí thâm nhập vào cây trồng. Các chất rắn lơ lửng bị loại bỏ nhờ quá trình lắng tụ khi đi vào vùng nƣớc tƣơng đối tĩnh lặng của khu đất ngập nƣớc kiến tạo chảy mặt hoặc bị cản lọc vật lý do các thành phần hạt của đất cát khi vào khu đất ngập nƣớc kiến tạo chảy ngầm. Các hợp chất hữu cơ bị phân hủy trong đất ngập nƣớc do sự hiện diện các vi khuẩn hiếu khí và yếm khí. Sự nitrát hóa với sự hiện diện của vi khuẩn và tiếp theo sau đó là quá trình khử nitrát hóa sẽ phóng thích nitrogen dạng hơi ra không khí. Chất phosphorus kết tụ cùng phức hợp sắt, nhôm và canxi lƣu lại trong vùng rễ của đất. Các vi trùng, vi khuẩn nguy hại sẽ bị suy giảm do quá trình lọc và hút bám của các màng sinh học trong môi trƣờng đất đá của hệ thống chảy ngầm.

2.3.2.4. Tính toán thiết kế mô h nh đất ngập nƣớc

Mô hình đất ngập nƣớc đƣợc tính theo phƣơng pháp trong Constructed Wetlands Manaul (2008) (UN-HABITAT, HS Number: HS/980/08E, ISBN Number: (Volume) 978-92-1-131963-7).

Chiều sâu tối đa của đất ngập nƣớc kiến tạo ở châu Âu là 60cm theo Cooper et al. (1996) và ở Mỹ là 30 – 45cm theo Stiener and Watson (1993); Một nghiên cứu thực nghiệm tại Tây Ban Nha độ sâu 27cm hiệu quả hơn so với 50cm (Garcia et al., 2004). Theo Robert H.Kadlec, Scott D.Wallace (2009) đƣợc trích dẫn bởi Lê Hoàng Nghiêm (2016b thì độ sâu mực nƣớc trong các công trình đất ngập nƣớc nên nằm trong khoảng 30-60cm. Nghiên cứu của Anita M. Rugaika et al. (2019 đã thiết kế chiều sâu mô hình đất ngập nƣớc chảy ngầm ngang là 100cm. Còn theo tác giả Jan Vymazal (1996 , độ sâu lớp vật liệu của đất ngập nƣớc kiến tạo có khoảng dao động từ 40 đến 110 cm và thƣờng đƣợc chọn là 0,74m, các hệ thống đất ngập nƣớc chảy ngầm ngang đƣợc thiết kế với tải trọng hữu cơ dao động trong khoảng 29 - 142 kgBOD/ha.ngày và tải trọng trung bình là 76 kgBOD/ha.ngày. Theo Reed et al. (1995 và U.S.EPA (1998 đƣợc trích dẫn bởi Lê Anh Tuấn và ctv. (2009)

khuyến khích nên chọn tải trọng BOD < 133kgBOD/ha.ngày. Còn theo Jan Vymazal (1996 đất ngập nƣớc chảy ngầm có thể chịu đƣợc tải trọng hữu cơ dao động từ 24 – 190 kgBOD/ha.ngày.

2.4. Sự biến đổi của các chỉ tiêu chất lƣ ng nƣớc thải bởi thực vật

2.4.1. Sự biến đổi pH

Phạm Quốc Nguyên và ctv. (2015 đã đánh giá khả năng loại bỏ chất ô nhiễm ao nuôi cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) bằng Lục bình (Eichhornia crassipes trên mô hình đất ngập nƣớc dòng chảy mặt, tác giả kết luận pH có khuynh hƣớng tăng dần từ đầu vào đến đầu ra do tảo phát triển đã dẫn đến hàm lƣợng CO2 trong nƣớc giảm nên góp phần làm tăng pH. Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý nƣớc thải sinh hoạt của một số loại thủy sinh thực vật, Nguyễn Thành Lộc và ctv. (2015) cho biết giá trị pH có sự thay đổi theo thời gian nhƣng không khác biệt có ý nghı a (p>0,05 , giá trị pH dao động trong ngƣỡng cho phép và thích hợp cho sự phát triển của thực vật thủy sinh. Theo Lê Mỹ Hạnh và ctv. (2019) khi nghiên cứu khả năng xử lý nƣớc thải của cây Mái dầm (Cryptocoryne ciliata Wydler đã cho thấy pH sau thí nghiệm có xu hƣớng giảm dần. Ghi nhận của Lê Diễm Kiều (2019) khi nghiên cứu khả năng giảm đạm lân của cỏ Mồm mỡ trong nƣớc thải ao nuôi thâm canh cá tra, pH nƣớc của các nghiệm thức dao động từ 6,5-8,7 và tăng theo thời gian lƣu nƣớc (sau 93 giờ); Và theo Bùi Trƣờng Thọ (2010) đƣợc trích dẫn bởi Lê Diễm Kiều (2019) khi sử dụng cỏ Mồm mỡ để xử lý nƣớc thải hầm tự hoại thì pH của các nghiệm thức có thực vật cũng tăng theo thời gian lƣu và đạt 7,28±0,02 (sau 30 ngày).

2.4.2. Cơ chế loại bỏ COD và BOD5

Quá trình loại bỏ chất hữu cơ trong công trình đất ngập nƣớc kiến tạo đƣợc thực hiện do quá trình phân hủy hiếu khí và kỵ khí của các vi sinh vật kết hợp với sự lắng đọng và quá trình lọc (Lê Hoàng Nghiêm, 2016a). Theo Trƣơng Thị Nga (2016), các quá trình sinh học thƣờng diễn ra ở vùng rễ thực vật. Số lƣợng vi khuẩn khoảng 1-3 tỷ/g đất và sự đa dạng của chúng cũng giúp quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong môi trƣờng tự nhiên hoặc nhân tạo. Do sự phân hủy của các vi sinh vật, các chất nitrogen, phosphorus, sulfur chuyển từ dạng hữu cơ sang dạng vô cơ và phần lớn đƣợc đồng hóa bởi thực vật. Nhóm tác giả Nguyễn Minh Phƣơng và ctv. (2017 đã chứng minh rằng thực vật thủy sinh và vi sinh vật có khả năng xử lý tốt các chất ô nhiễm có trong nƣớc thải, số lƣợng vi khuẩn tăng dần theo thời gian lƣu và cao nhất đạt 65 x 109 CFU/g trong mẫu rễ Bèo cái ở thời gian lƣu 35 ngày, hiệu quả xử lý amoni của hệ Bèo cái đạt cao nhất sau 35 ngày (99,1%).

Trƣơng Thị Nga và ctv. (2007) khi nghiên cứu xử lý nƣớc thải chăn nuôi bằng Sậy (Phragmites spp.) đã kết luận sậy có khả năng xử lý rất tốt nƣớc thải chăn nuôi ô nhiễm hữu cơ và giàu dinh dƣỡng với tải lƣợng trung bình của thí nghiệm là 159kgCOD/ha/ngày. Trong một nghiên cứu khác, Trƣơng Thị Nga (2016) kết luận hiệu quả xử lý COD trong nƣớc thải bằng cây Điên điển (Sesbania sesban (l.) merril) ở hệ thống đất ngập nƣớc chảy ngầm ngang đạt 53,46%. Nghiên cứu của Diana Irvindiaty Hendrawan et al. (2013) sử dụng đất ngập nƣớc kiến tạo để xử lý nƣớc thải sinh hoạt đã cho kết quả COD và BOD loại bỏ 74,12 ± 8,03% và 75,56 ± 7,06%. Ngoài ra, Trƣơng Hoàng Đan và ctv. (2013), khi nghiên cứu xử lý nƣớc thải sinh hoạt bằng rong Đuôi chồn (Ceratophyllum demersum) và bèo Tai tƣợng (Pistia Stratiotes L.) đã chỉ ra rằng hiệu quả xử lý COD và BOD dao động từ 65% - 83% và 55% - 84%. Hoàng Thị Mỹ Hằng và Nguyễn Thị Phƣơng Nhi (2018 khi khảo sát nƣớc thải giết mổ gia súc của cỏ Vetiver dƣới dạng thủy canh đã cho biết COD đƣợc xử lý tốt với hiệu suất trên 90% (khoảng tải trọng hữu cơ từ 0,31 đến 2,46 g-COD/ngày).

-, NO3

2.4.3. Cơ chế loại bỏ TN

Trong đất ngập nƣớc tạo nitrogen hữu cơ trải qua nhiều bƣớc chuyển đổi liên quan đến cơ chế loại bỏ. Đầu tiên là giai đoạn ammôni hóa sẽ chuyển hóa nitrogen hữu cơ thành NH4+. Sau đó, NH4+ sẽ chuyển hóa bởi vi khuẩn thành - trong điều kiện có oxy. Sự chuyển đổi giữa các dạng nitrogen liên NO2 quan đến các cơ chế loại bỏ nhƣ đồng hóa bởi thực vật, sự bay hơi của khí nitrogen định dạng và hấp phụ bởi sự trao đổi ion trong đất. (Lê Hoàng Nghiêm, 2016a); Theo Erickson et al. (1984 đƣợc trích dẫn bởi Lê Diễm Kiều (2019) một phần N mất đi do tảo hấp thu, chết, lắng tụ vào nền đáy và bám vào thành chậu.

Bùi Trung Kha (2014) đã kết luận khả năng loại bỏ tổng đạm Kjeldahl (TN) là 94% khi nghiên cứu hiệu quả xử lý nƣớc thải sinh hoạt của hệ thống đất ngập nƣớc kiến tạo bằng cây rau Nghễ. Trƣơng Hoàng Đan và ctv. (2013), nghiên cứu xử lý nƣớc thải sinh hoạt bằng rong Đuôi chồn và bèo Tai tƣợng đã cho thấy hiệu quả xử lý TN dao động từ 42% - 76%. Trƣơng Thị Nga (2016) kết luận hiệu quả xử lý TN trong nƣớc thải của cây điên điển (Sesbania sesban (l.) merril) ở hệ thống đất ngập nƣớc chảy ngầm ngang đạt 50,61%. Nghiên cứu của Diana Irvindiaty Hendrawan et al. (2013) sử dụng đất ngập nƣớc kiến tạo để xử lý nƣớc thải sinh hoạt đã cho kết quả TN trong nƣớc thải đạt hiệu quả loại bỏ trung bình 76,37±6,08% (dao động từ 62% - 89%). Nguyễn Thị Kim Dung và Nguyễn Thị Mai Linh (2016), hiệu quả xử lý nƣớc thải rửa chai

trong sản xuất nƣớc mắm bằng mô hình bãi lọc trồng Cói dòng chảy ngang với COD khoảng 68,7% - 74,6% và amoni khoảng 51,3% - 57,8%

2.4.4. Cơ chế loại bỏ TP

Cơ chế khử TP: Một là do sự hiện diện của cát, khi nƣớc thải đi qua lớp cát theo hƣớng từ trên xuống, phần lớn các hợp chất hữu cơ có chứa phosphorus bị giữ lại ở các lớp cát phía trên (đó là cơ chế lọc vật lý của cát), một phần khác nhƣ các hợp chất hữu cơ chứa phosphorus chƣa bị phân hủy hoàn toàn, các ion orthophosphat sẽ bị hấp phụ vào các hạt cát theo nguyên lý điện thế (Trƣơng Thị Nga, 2016); Hai là sự hấp thu vào cơ thể của Sậy; Ba là vùng rễ của sậy làm giá bám cho vi sinh vật phân hủy các hợp chất phosphorus thành các muối photphat dễ tan.

Trƣơng Hoàng Đan và ctv. (2013), nghiên cứu xử lý nƣớc thải sinh hoạt bằng rong đuôi chồn và bèo tai tƣợng đã cho thấy hiệu quả xử lý BOD dao động từ 88% - 96%. Theo Trƣơng Thị Nga và ctv. (2007) khi nghiên cứu xử lý nƣớc thải chăn nuôi bằng Sậy (Phragmites spp.) trồng trong hệ thống đất ngập nƣớc đã kết luận sậy có khả năng xử lý TP lên đến 93,78%. Nghiên cứu của Diana Irvindiaty Hendrawan et al. (2013) sử dụng đất ngập nƣớc kiến tạo để xừ lý nƣớc thải sinh hoạt đã cho kết quả TP trong nƣớc thải đạt hiệu quả loại bỏ trung bình 85,26±11,35% (dao động từ 53 - 95%). Bùi Trung Kha (2014) đã kết luận khả năng loại bỏ tổng lân (TP) là 88% khi nghiên cứu hiệu quả xử lý nƣớc thải sinh hoạt của hệ thống đất ngập nƣớc kiến tạo bằng cây rau Nghễ. Trƣơng Thị Nga (2016) chỉ ra rằng hiệu quả xử lý TP trong nƣớc thải hầm tự hoại của hoa Mỏ két (Heliconia psittacorum) sau 45 ngày thí nghiệm là 44,09%. Vũ Thị Nguyệt và ctv. (2014) nghiên cứu loại bỏ P trong nƣớc thải chăn nuôi lợn đã xử lý qua hầm biogas bằng việc sử dụng Bèo tây (Eichhornia crassipes), tác giả cho thấy ở tải lƣợng 50 L/m2.ngày, lƣợng TP loại bỏ là 432,96 mgP/m2.ngày, còn ở tải lƣợng 100 L/m2.ngày, lƣợng TP loại bỏ 541,99 mgP/m2 .ngày.

CHƢƠNG 3: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1. Phƣơng pháp luận nghiên cứu

Luận án sử dụng phƣơng pháp nghiên cứu kết hợp giữa các phƣơng pháp khác nhau: từ khảo sát hiện trạng phát thải của nhà máy, lƣợc khảo tài liệu, thiết lập và vận hành mô hình từ quy mô phòng thí nghiệm đến quy mô ngoài hiện trƣờng, lấy mẫu phân tích theo quy chuẩn, tính toán xử lý số liệu trên cơ sở các mô hình thống kê, luận giải từng vấn đề trên cơ sở so sánh với các nghiên cứu khác nhau cả trong và ngoài nƣớc.

Xác định vấn đề, mục đích, nội dung, đối tƣợng nghiên cứu

 Phân tích hồi quy

Xây dựng hệ thống các khái niệm, chỉ tiêu thống kê Giai đoạn I: Điều tra thống kê

Điều tra thống kê

Xử lý số liệu

Giai đoạn II: Tổng hợp thống kê

- Tập hợp, sắp xếp số liệu - Chọn các phần mềm xử lý số liệu - Phân tích thống kê sơ bộ - Lựa chọn các phƣơng pháp phân tích thống kê sơ bộ

Phân tích và giải thích kết quả, dự đoán xu hƣớng phát triển

Giai đoạn III: Phân tích thống kê

Báo cáo và truyền đạt kết quả nghiên cứu

Hình 3.1: Quá trình nghiên cứu thống kê (Ngô Thị Thuận và ctv., 2006)

Phân tích hồi quy là kỹ thuật thống kê dùng để ƣớc lƣợng phƣơng trình phù hợp nhất với các tập hợp kết quả quan sát của biến phụ thuộc và biến độc lập.

Nó cho phép đạt đƣợc kết quả ƣớc lƣợng tốt nhất về mối quan hệ chân thực giữa các biến số. Từ phƣơng trình ƣớc lƣợng đƣợc này, ngƣời ta có thể dự báo về biến phụ thuộc (chƣa biết) dựa vào giá trị cho trƣớc của biến độc lập (đã biết . Hơn nữa, dựa vào phƣơng pháp thống kê, chúng ta biết đƣợc rằng, nhân tố nào là nhân tố chính có ảnh hƣởng trực tiếp đến kết quả của thí nghiệm trong các nhân tố có tác động đến mô hình thí nghiệm. Mô hình hồi quy giúp chúng ta có thể loại bỏ những yếu tố gây nhiễu (những yếu tố có tham gia vào quá trình thí nghiệm nhƣng không tác động trực tiếp đến kết quả của thí nghiệm) ra khỏi nhận định khoa học. (Nguyễn Văn Tuấn, 2020)

Khảo sát hiện trạng phát sinh nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp tại nhà máy Jollibee

Xác định hiện trạng phát sinh nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp Jollibee

Xác định giá trị pH, lƣợng Ozone, thời gian phản ứng thích hợp cho giai đoạn tiền xử lý

Đánh giá hiệu suất xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán bằng phƣơng pháp hoá Ozone (TN 1, 2, 3, 4)

ngầm

chảy

Khảo sát hiệu suất xử lý của Sậy trong hệ thống đất ngập nƣớc dòng ngang (TN 5, 6, 7)

Xác định khả năng sinh trƣởng và hiệu suất xử lý nƣớc thải của sậy qua các nhân tố thời gian, nồng độ nƣớc thải và tải lƣợng ô nhiễm

Đề xuất công nghệ xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán cho nhà máy Jollibee

Ứng dụng cho hệ thống xử lý nƣớc thải của nhà máy sơ chế gà rán Jollibee và những nhà máy có nƣớc thải có đặc tính tƣơng tự

 Phƣơng pháp nghi n cứu

Hình 3.2: Sơ đồ sơ nghiên cứu của luận án.

3.2. Mô hình nghiên cứu

3.2.1. Mô hình oxy hóa bằng ozone

Lƣợc khảo tài liệu cho thấy chiều cao thiết bị phản ứng ozone dao động từ 0,8 đến 1,4m. Naoyuki Kishimoto et al. (2010 đã nghiên cứu bằng thiết bị

có chiều cao 99cm và đƣờng kính 4cm; Naoyuki Kishimoto et al. (2011 đã nghiên cứu bằng thiết bị có chiều cao 119cm và đƣờng kính 4cm. Nguyễn Xuân Hoàng và ctv. (2017) thiết kế bình phản ứng ozone có chiều cao 1,4m đƣờng kính 0,14m (thể tích hữu dụng 15,7L). Còn nhóm tác giả Lê Ngọc Kim Ngân và Nguyễn Phƣớc Dân (2017) thiết kế thiết bị phản ứng ozone có kích thƣớc 0,6m x 0,5m x 2m. Tác giả Zhiran Xia and Liming Hu (2019) thiết kế bình phản ứng ozone có kích thƣớc Dài x Rộng x Cao là 0,2m x 0,2m x 0,8m (thể tích thực 32L và thể tích hữu dụng 16L).

Bảng 3.1: Thông số, kích thƣớc của các dụng cụ thiết bị xây dựng mô hình nghiên cứu.

TT Thiết bị/vật liệu Thông số Ghi chú Số lƣ ng

01 1 Máy ozone 2g/h Xuất xứ Việt Nam (hiệu OBM)

2 Điện cực than Hiệu điện thế 12V 01 bộ

(7mm * 50mm * 100mm) 0,04 m3 01 Kính trắng 3

(20cm * 20cm * 100cm) Dày 5 mm Bể phản ứng (có nắp đậy và có van lấy mẫu ở đáy bể)

4 - 01 hệ thống Hệ thống ống, Van phân phối khí O3 vào bể phản ứng.

5 01 -

Thùng xốp trữ lạnh mẫu nƣớc thải sau thí nghiệm.

6 Can chứa nƣớc thải 06 30L

7 01 bộ Bình hấp thụ ozone dƣ Gồm 02 erlen thủy tinh 250ml chứa dung dịch KI nồng độ 10%

Nhằm đảm bảo sự ổn định và theo dõi sự ổn định của lƣợng ozone trong suốt quá trình thí nghiệm, nghiên cứu đã chọn loại máy ozone hiệu OBM có đồng hồ hiển thị rõ ràng lƣợng khí ozone cung cấp vào quá trình thí nghiệm. Quá trình cấp khí đƣợc bơm và khuếch tán thông qua hệ thống đƣờng ống từ đáy thiết bị phản ứng (đảm bảo cho quá trình phản ứng trách thất thoát ozone). Chọn kích thƣớc thiết bị phản ứng/ bể phản ứng ozone: Dài x Rộng x Cao là 0,2m x 0,2m x 1m (thể tích thực là 40L, thể tích thí nghiệm là 20L). Bể đƣợc làm bằng kính trắng dày 5mm (đáy dày 8mm , nắp đậy bằng kính đƣợc khoan

02 lỗ (01 lỗ để dẫn khí ozone xuống đáy bể và 01 lỗ gắn ống thu khí) có gắn đệm cao su tránh thoát khí.

Hình 3.3: Mô hình thí nghiệm nội dung nghiên cứu 2.

 Quy tắc hoạt động của mô hình

Mỗi mẻ thí nghiệm là 20L nƣớc thải; Nƣớc thải đƣợc chuẩn bị (hiệu

chỉnh pH đến giá trị mong muốn và bơm vào bình phản ứng;

Mở máy ozone, chỉnh lƣợng ozone theo đúng giá trị mong muốn; ozone đƣợc bơm qua lƣu lƣợng kế vào hệ thống ống dẫn truyền và đƣợc phân phối vào dƣới đáy bể phản ứng, khí đƣợc khuyếch tán từ dƣới lên trên trong bể phản ứng, phần khí ozone dƣ đƣợc dẫn vào dung dịch KI nồng độ 10%.

Sau thời gian phản ứng (t phút); Tắt máy, mở van lấy mẫu mang đi phân tích (50mL/ lần ; Nhƣ vậy tổng lƣợng nƣớc thải lấy ra để phân tích tối đa cho 1 mẻ thí nghiệm là 400mL (8 lần: 15 phút đến 120 phút , không đáng kể so với thể tích thí nghiệm là 20L/ mẻ, nên không làm ảnh hƣởng đến quá trình thí nghiệm.

Sau mỗi mẻ thí nghiệm, rửa bằng nƣớc sạch, để ráo và bắt đầu mẻ thí

nghiệm tiếp theo.

Hình 3.4a: Máy ozone sục khí vào bể phản ứng. Hình 3.4b: Thu mẫu nƣớc thải sau thí nghiệm.

3.2.2. Mô hình nghiên cứu khả năng loại bỏ chất ô nhiễm của sậy

Xô nhựa cao 52 cm, đƣờng kính 50 cm, đƣợc khoan và gắn van xả đáy; dƣới cùng là lớp đá 1x2 có chiều cao là 20 cm; tiếp theo là lớp cát dày 25 cm; trên cùng là khoảng cách an toàn có chiều cao 7 cm. (vật liệu đá và cát đƣợc rửa sạch trƣớc khi cho vào mô hình thí nghiệm)  diện tích trồng sậy 0,196 m2/xô nhựa; chiều cao lớp vật liệu (cát, đá là 0,45 m. Theo IDEM, 1997 đƣợc trích dẫn bởi Lê Anh Tuấn và ctv. (2009) thì chiều sâu lớp vật liệu không nên chọn nhỏ hơn 45cm.

Hình 3.5a: Sậy bắt đầu trồng ở thí nghiệm 5. Hình 3.5b: Sậy phát triển tốt ở thí nghiệm 5.

3.2.3. Mô hình nghiên cứu ảnh hƣởng của mật độ trồng sậy đến sự tăng trƣởng và khả năng làm sạch chất ô nhiễm

Thùng nhựa cao 70cm, chiều dài 140cm, chiều rộng 110cm, đƣợc chia thành 4 phần đều nhau, ở mỗi phần đƣợc khoan và gắn van xả đáy; dƣới cùng là lớp đá 3x4 có chiều cao là 20cm, tiếp theo là lớp đá 1x2 có chiều cao là 10cm; trên cùng là lớp cát dày 30cm; phía trên là khoảng cách an toàn có chiều cao 10cm (vật liệu đá và cát đƣợc rửa sạch trƣớc khi cho vào mô hình thí nghiệm)  diện tích trồng sậy 0,385m2/nghiệm thức; chiều cao lớp vật liệu (cát, đá là 0,6m. Nƣớc thải đƣợc cấp vào là 50 Lít.

Hình 3.6b: Vật liệu cát.

Hình 3.6a: Thùng nhựa để làm mô hình thí nghiệm 6.

3.2.4. Mô hình đất ngập nƣớc kiến tạo chảy ngầm ngang.

Mô hình dạng đất ngập nƣớc kiến tạo chảy ngầm ngang xây bằng bê tông, cuối mô hình có van xả nƣớc dƣới đáy. Mỗi mô hình có kích thƣớc Dài x Rộng x Cao là 8m x 0,4m x 0,5m, chiều cao lớp vật liệu bao gồm cát và đá là 0,45m.

Tính toán, thiết kế mô h nh đất ngập nƣớc

Sử dụng phƣơng pháp tính theo Constructed Wetlands Manaul (2008) (UN-HABITAT, HS Number: HS/980/08E, ISBN Number: (Volume) 978-92- 1-131963-7).

Mô hình là hệ thống dòng chảy ngầm dƣới mặt đất (Horizontal

subsurface flow – HSF) nên chọn độ dốc 1%. (Lê Hoàng Nghiêm, 2016b)

 Diện tích mặt ngang của mô h nh đất ngập nƣớc:

Trong đó:

- As: diện tích đất ngập nƣớc (m2). - Q: lƣu lƣợng theo ngày (m3/ngày). - Ci: nồng độ BOD5 đầu vào (mg/L). - Ce: nồng độ BOD5 đầu ra (mg/L). - KBOD: hệ số đối với HF là 0,15m/ngày. - Ci = 400 mg/L là nồng độ BOD5 sau tiền xử lý bằng ozone và điện cực. - Ce = 30 mg/L là nồng độ BOD5 QCVN 40:2011/BTNMT (cột A).

 Diện tích mặt ngang của mô h nh đất ngập nƣớc:

⁄

Trong đó:

- Ac: diện tích mặt ngang của mô hình đất ngập nƣớc (m2). - Qs: lƣu lƣợng trung bình (m3/s). - Kf: hệ số thấm khi thực vật phát triển đầy đủ (m/s) là 1.10-3 – 3.10-3. - Chọn Kf = 1.10-3 - dH/ds: độ dốc (m/m). Chọn dH/ds = 1%

 Chiều rộng của mô hình:

Trong đó: H là chiều cao mực nƣớc của mô hình (chọn 0,4m).

 Chiều dài của mô hình:

Vậy kích thƣớc mô hình là Dài x Rộng x Cao = 6m x 0,35m x 0,5m.

 Thời gian lƣu nƣớc (HRT)

Trong đó:

- HRT: thời gian lƣu nƣớc (ngày). - L: chiều dài bể (m).

- W: chiều rộng bể (m). - : độ xốp vật liệu (cát thô có độ xốp là 0.39). - Qd: lƣu lƣợng nƣớc thải (m3/ngày).

 Tải trọng thuỷ lực (HLR)

⁄ ⁄

Trong đó:

- HLR: tải trọng thuỷ lực (m/ngày). - L: chiều dài bể (m). - W: chiều rộng bể (m). - Qd: lƣu lƣợng nƣớc thải (m3/ngày).

 Tải trọng hữu cơ (OLR)

⁄

Trong đó:

- OLR: tải trọng hữu cơ (kgBOD5/m2.ngày). - L: chiều dài bể (m). - W: chiều rộng bể (m). - Qd: lƣu lƣợng nƣớc thải (m3/ngày). - Ci: Nồng độ BOD5 đầu vào (mg/L).

Nhƣ vậy, nếu mô hình có kích thƣớc Dài x Rộng x Cao = 6m x 0,35m x 0,5m  Tải trọng là 292,2kgBOD/ha.ngày > 142 kgBOD/ha.ngày  không thỏa điều kiện.

Vì vậy chọn kích thƣớc mô hình là Dài x Rộng x Cao = 8m x 0,4m x  HRT = 4,54 ngày; HLR = 3,44cm/ngày; OLR =

0,5m 137,5kgBOD/ha.ngày.

Tỷ lệ giữa chiều dài và chiều rộng là 8m:0,4m tƣơng ứng 20:1. Theo Lê Hoàng Nghiêm (2016a) thì tỷ lệ dài rộng của hệ thống đất ngập nƣớc nên chọn trong khoảng 4:1 đến 10:1. Tuy nhiên nghiên cứu của Lê Hoàng Việt và ctv. (2017 đã tính toán và xây dựng hệ thống đất ngập nƣớc chảy ngầm theo phƣơng ngang có tỷ lệ dài rộng là 24 : 1 và 22 : 1; còn Ying-Feng Lin et al. (2005 đã xây dựng mô hình thực nghiệm xử lý nƣớc thải nuôi tôm có tỷ lệ dài rộng là 15 : 1.

Hình 3.7a: Sậy mới trồng ở thí nghiệm 7 Hình 3.7b: Van thu nƣớc sau thí nghiệm 7. Hình 3.7c: Sậy trồng ở thí nghiệm 7.

3.3. Thời gian, địa điểm và đối tƣ ng nghiên cứu

3.3.1. Thời gian

Thí nghiệm đƣợc thực hiện từ tháng 10/2015 đến tháng 6/2019.

3.3.2. Địa điểm

Địa điểm thí nghiệm: Nhà máy Jollibee Việt Nam tại Khu công nghiệp

Tân Kim – huyện Cần Giuộc – tỉnh Long An.

Địa điểm phân tích mẫu: Viện Môi trƣờng và Tài nguyên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh và Khoa Môi trƣờng & Tài nguyên Thiên nhiên – Trƣờng Đại học Cần Thơ.

3.3.3. Đối tƣ ng nghiên cứu

Nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp tại nhà máy Jollibee và cây Sậy.

3.4. Nội dung nghiên cứu

3.4.1. Nội dung nghiên cứu 1

Khảo sát hiện trạng phát sinh nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp tại nhà

máy Jollibee.

3.4.1.1. Mục tiêu

Nhằm đánh giá hiện trạng phát sinh, thành phần đặc tính nƣớc thải của nhà máy sơ chế gà rán công nghiệp; Đánh giá hiệu quả của công nghệ xử lý nƣớc thải hiện hữu của nhà máy, trên cơ sở đó đƣa ra hƣớng tiếp cận mới đối với việc loại bỏ các chất ô nhiễm trong nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp.

3.4.1.2. Thu mẫu và phân tích mẫu

 Thu mẫu

Mẫu nƣớc thải đƣợc thu trực tiếp tại hố thu của dây chuyền sơ chế gà rán

công nghiệp.

Thời điểm lấy mẫu: lấy mẫu liên tục từ thứ hai đến chủ nhật, thời gian

lấy mẫu từ 09-10h sáng.

 Các chỉ tiêu phân tích

Nƣớc thải sau khi thu từ nhà máy sơ chế gà rán công nghiệp Jollibee đƣợc mang về phòng thí nghiệm để phân tích các chỉ tiêu nhƣ: pH, EC, dầu mỡ, COD, BOD5, DO, TN, TP. (phƣơng pháp phân tích theo Bảng 3.9)

 Tổng số lƣ ng mẫu nƣớc thải và chỉ tiêu phân tích

07 mẫu x 8 chỉ tiêu = 56 chỉ tiêu.

3.4.2. Nội dung nghiên cứu 2

Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán bằng phƣơng

pháp sử dụng ozone.

3.4.2.1. Mục tiêu

Tìm ra giá trị pH, liều lƣợng ozone và thời gian phản ứng thích hợp của

phƣơng pháp sử dụng ozone trong giai đoạn tiền xử nƣớc thải sơ chế gà rán.

3.4.2.2. Vật liệu và mô hình thí nghiệm

 Tổng số lƣ ng mẫu nƣớc thải và chỉ tiêu phân tích

(45 mẫu ở thí nghiệm 1) + (162 mẫu ở thí nghiệm 2) + (21 mẫu ở thí nghiệm 3) + (81 mẫu ở thí nghiệm 4) = 309 mẫu.

309 mẫu x 3 chỉ tiêu (COD, BOD5 và pH)/ mẫu = 927 chỉ tiêu.

Trong các thí nghiệm thăm dò, kết quả phân tích cho thấy giá trị TN và TP không có sự thay đổi vì vậy quyết định chọn giá trị COD, BOD5 và tỷ lệ BOD5/COD để làm thông số đánh giá hiệu suất xử lý của phƣơng pháp ozone.

3.4.2.3. Bố trí thí nghiệm

 Bố trí thí nghiệm 1

Giá trị pH của nƣớc thải đƣợc điều chỉnh bằng dung dịch NaOH 1N đến các giá trị lần lƣợt là 7, 8, 9 sau đó bơm vào bể phản ứng và sục Ozone với liều lƣợng 0,2g/h trong thời gian 60 phút. Trong đó, mẫu pH = 7 đƣợc xem là pH của nƣớc thải (pH nƣớc thải chƣa điều chỉnh có giá trị pH gần bằng 7). Tác giả R. Amadelli et al. (2000 đã kết luận tính ổn định của ozone thay đổi khi giá trị pH tăng lên. Nhƣ vậy việc khảo sát ảnh hƣởng của pH đến hiệu quả xử lý nƣớc thải là cần thiết. Mỗi 15 phút, mẫu nƣớc thải sau quá trình ozone hóa

đƣợc thu qua van xả và phân tích các chỉ tiêu BOD5, COD và pH. Tỷ lệ BOD5/COD trong nƣớc thải là căn cứ thực nghiệm để theo dõi hiệu quả xử lý chất hữu cơ trong nƣớc thải và làm tiền đề cho quá trình xử lý sinh học tiếp theo. Độ lặp thí nghiệm: 03 lần.

Bảng 3.2: Bố trí thí nghiệm 1.

Lặp lại

Thời gian (phút)

Nghiệm thức

0

15

30

45

60

A1.1

A1.2

A1.3

A1.4

A1.5

pH = 7

1

A2.1

A2.2

A2.3

A2.4

A2.5

2

A3.1

A3.2

A3.3

A3.4

A3.5

3

B1.1

B1.2

B1.3

B1.4

B1.5

pH = 8

1

B2.1

B2.2

B2.3

B2.4

B2.5

2

B3.1

B3.2

B3.3

B3.4

B3.5

3

C1.1

C1.2

C1.3

C1.4

C1.5

pH = 9

1

C2.1

C2.2

C2.3

C2.4

C2.5

2

C3.1

C3.2

C3.3

C3.4

C3.5

3

Giải thích: Ax.1; Ax.2; Ax.3; Bx.1; Bx.2.; Bx.3; Cx.1; Cx.2; Cx.3: với x là số lần lặp lại thí nghiệm. A1.y; A2.y; A3.y; B1.y; B2.y; B3.y; C1.y; C2.y; C3.y: với y là thời gian thí nghiệm.

 Tổng số mẫu nƣớc thải và chỉ tiêu phân tích ở thí nghiệm 1

03 giá trị pH x 5 giá trị thời gian x 3 lần lặp = 45 mẫu.

45 mẫu x 3 chỉ tiêu (COD, BOD5 và pH)/ mẫu = 135 chỉ tiêu.

 Bố trí thí nghiệm 2

Thí nghiệm ở pH tìm thấy ở thí nghiệm 1, các liều lƣợng Ozone lần lƣợt là 0,15g/h, 0,2g/h, 0,25g/h, 0,3g/h, 0,35g/h, 0,4g/h (sử dụng tác nhân điện cực than hiệu điện thế 12V) với độ lặp lại 3 lần. Khảo sát trong 120 phút với tần suất lấy mẫu là 15 phút/lần. Mẫu nƣớc thải sau khi lấy qua van xả của mô hình thí nghiệm đƣợc đem đi phân tích các chỉ tiêu BOD5, COD và pH để đánh giá khả năng loại bỏ các chất hữu cơ, đồng thời tìm ra liều lƣợng Ozone xử lý tối ƣu nhất cho thí nghiệm.

Theo Wu J.J et al. (2008 đƣợc trích dẫn bởi Nguyễn Nhƣ Sang và ctv. (2009), O3 oxy hóa diễn ra theo 2 cách, 1/ trực tiếp, các phân tử O3 phản ứng trực tiếp với các hợp chất hòa tan và 2/ gián tiếp, các gốc *OH tạo thành từ quá trình phân hủy O3 phản ứng với các hợp chất hòa tan trong nƣớc thải.

Bảng 3.3: Bố trí thí nghiệm 2.

Thời gian (phút)

Lặp lại

0

15

30

45

60

75

90

105

120

A1.1 A1.2 A1.3 A1.4 A1.5 A1.6 A1.7 A1.8 A1.9

Liều lƣ ng ozone

1

A2.1 A2.2 A2.3 A2.4 A2.5 A2.6 A2.7 A2.8 A2.9

2 0,15 g/h

A3.1 A3.2 A3.3 A3.4 A3.5 A3.6 A3.7 A3.8 A3.9

3

B1.1 B1.2 B1.3 B1.4 B1.5 B1.6 B1.7 B1.8 B1.9

1

B2.1 B2.2 B2.3 B2.4 B2.5 B2.6 B2.7 B2.8 B2.9

2 0,20 g/h

B3.1 B3.2 B3.3 B3.4 B3.5 B3.6 B3.7 B3.8 B3.9

3

C1.1 C1.2 C1.3 C1.4 C1.5 C1.6 C1.7 C1.8 C1.9

1

C2.1 C2.2 C2.3 C2.4 C2.5 C2.6 C2.7 C2.8 C2.9

2 0,25 g/h

C3.1 C3.2 C3.3 C3.4 C3.5 C3.6 C3.7 C3.8 C3.9

3

D1.1 D1.2 D1.3 D1.4 D1.5 D1.6 D1.7 D1.8 D1.9

1

D2.1 D2.2 D2.3 D2.4 D2.5 D2.6 D2.7 D2.8 D2.9

2 0,30 g/h

D3.1 D3.2 D3.3 D3.4 D3.5 D3.6 D3.7 D3.8 D3.9 E1.1 E1.2 E1.3 E1.4 E1.5 E1.6 E1.7 E1.8 E1.9

3 1

E2.1 E2.2 E2.3 E2.4 E2.5 E2.6 E2.7 E2.8 E2.9

2 0,35 g/h

E3.1 E3.2 E3.3 E3.4 E3.5 E3.6 E3.7 F1.1 F1.2 F1.3 F1.4 F1.5

E3.9 3.8 F1.7 F1.8 F1.9

1.6

3 1

F2.1 F2.2 F2.3 F2.4 F2.5

2.6

F2.7 F2.8 F2.9

2 0,40 g/h

F3.1 F3.2 F3.3 F3.4 F3.5

3.6

F3.7 F3.8 F3.9

3

Giải thích: Ax.1; Ax.2; Ax.3; Bx.1; Bx.2.; Bx.3; Cx.1; Cx.2; Cx.3; Dx.1; Dx.2; Dx.3; Ex.1; Ex.2.; Ex.3; Fx.1; Fx.2; Fx.3: với x là số lần lặp lại thí nghiệm. A1.y; A2.y; A3.y; B1.y; B2.y; B3.y; C1.y; C2.y; C3.y; D1.y; D2.y; D3.y; E1.y; E2.y; E3.y; F1.y; F2.y; F3.y: với y là thời gian thí nghiệm.

 Tổng số mẫu nƣớc thải và chỉ tiêu phân tích ở thí nghiệm 2

06 giá trị lƣợng ozone x 9 giá trị thời gian x 3 lần lặp = 162 mẫu.

162 mẫu x 3 chỉ tiêu (COD, BOD5 và pH)/ mẫu = 486 chỉ tiêu.

 Bố trí thí nghiệm 3

Thí nghiệm với giá trị pH tìm thấy ở thí nghiệm 1, chọn liều lƣợng ozone tìm thấy ở thí nghiệm 2 (sử dụng tác nhân điện cực than hiệu điện thế 12V) với độ lặp lại 3 lần. Khảo sát trong 90 phút với tần suất lấy mẫu là 15 phút/lần. Mẫu nƣớc thải sau khi lấy qua van xả của mô hình thí nghiệm đƣợc đem đi

phân tích các chỉ tiêu BOD5, COD và pH để đánh giá khả năng loại bỏ các chất hữu cơ, đồng thời tìm ra thời gian xử lý tối ƣu nhất cho thí nghiệm.

Bảng 3.4: Bố trí thí nghiệm 3.

Thời gian (phút)

Lặp lại

Liều lƣ ng Ozone

0

15

30

45

60

75

90

A1.1 A1.2 A1.3 A1.4 A1.5 A1.6

A1.7

1 0,3

A2.1 A2.2 A2.3 A2.4 A2.5 A2.6

A2.7

2 g/h

A3.1 A3.2 A3.3 A3.4 A3.5 A3.6

A3.7

3

Giải thích: Ax.1; Ax.2; Ax.3: với x là số lần lặp lại thí nghiệm. A1.y; A2.y; A3.y: với y là thời gian thí nghiệm.

 Tổng số mẫu nƣớc thải và chỉ tiêu phân tích ở thí nghiệm 3

01 giá trị lƣợng ozone x 7 giá trị thời gian x 3 lần lặp = 21 mẫu.

21 mẫu x 3 chỉ tiêu (COD, BOD5 và pH)/ mẫu = 63 chỉ tiêu.

 Bố trí thí nghiệm 4

Bảng 3.5: Bố trí thí nghiệm 4.

Thời gian (phút)

Nghiệm thức

Lặp lại

0

15

30

45

60

75

90

105

120 1 A1.1 A1.2 A1.3 A1.4 A1.5 A1.6 A1.7 A1.8 A1.9

Ozone

2 A2.1 A2.2 A2.3 A2.4 A2.5 A2.6 A2.7 A2.8 A2.9

3 A3.1 A3.2 A3.3 A3.4 A3.5 A3.6 A3.7 A3.8 A3.9

B1.1 B1.2 B1.3 B1.4 B1.5 B1.6 B1.7 B1.8 B1.9

1 Điện cực

B2.1 B2.2 B2.3 B2.4 B2.5 B2.6 B2.7 B2.8 B2.9

2

B3.1 B3.2 B3.3 B3.4 B3.5 B3.6 B3.7 B3.8 B3.9

3

C1.1 C1.2 C1.3 C1.4 C1.5 C1.6 C1.7 C1.8 C1.9

1 Ozone

C2.1 C2.2 C2.3 C2.4 C2.5 C2.6 C2.7 C2.8 C2.9

2 và tác nhân điện cực

C3.1 C3.2 C3.3 C3.4 C3.5 C3.6 C3.7 C3.8 C3.9

3

Thí nghiệm đƣợc thực hiện: 1/ Chỉ sử dụng điện cực than hiệu điện thế 12V; 2/ Chỉ sử dụng ozone với liều lƣợng 0,3g/h; 3/ Kết hợp ozone với liều lƣợng 0,3g/h và điện cực than hiệu điện thế 12V.

Nghiệm thức ozone: đƣợc bố trí với giá trị pH và liều lƣợng Ozone tìm thấy ở thí nghiệm 1 và 2, nhƣng chỉ dùng tác nhân oxy hóa là ozone mà không sử dụng điện cực. Thí nghiệm cũng đƣợc khảo sát với 20L nƣớc thải với độ lặp lại 3 lần và đƣợc thu mẫu 15 phút một lần trong thời gian 120 phút. Sau đó mẫu đƣợc đem đi phân tích các chỉ tiêu BOD5, COD và pH để kiểm chứng hiệu quả oxy hóa của ozone khi không sử dụng điện cực.

Nghiệm thức điện cực: đƣợc bố trí với giá trị pH và liều lƣợng ozone tìm thấy ở thí nghiệm 1 và 2, nhƣng chỉ sử dụng điện cực than có hiệu điện thế 12V mà không sục ozone trong thời gian 120 phút. Thể tích mỗi mẻ thí nghiệm là 20L, đƣợc lặp lại 3 lần với tần suất lấy mẫu là 15 phút/lần để theo dõi các chỉ tiêu BOD5, COD, và pH, qua đó đánh giá sự ảnh hƣởng của điện cực đến quá trình xử lý các hợp chất hữu cơ trong nƣớc thải.

Nghiệm thức ozone có tác nh n điện cực: đƣợc bố trí với giá trị pH và liều lƣợng Ozone tìm thấy ở thí nghiệm 1 và 2, trong bể phản ứng gồm hệ sục khí ozone và điện cực than hiệu điện thế 12V để khảo sát sự phân hủy của các hợp chất phức tạp trong nƣớc thải. Thí nghiệm đƣợc lặp lại 3 lần với tần suất lấy mẫu 15 phút/lần với cùng một lƣợng nƣớc thải là 20L đƣợc sục khí trong thời gian 120 phút.

 Tổng số mẫu nƣớc thải và chỉ tiêu phân tích ở thí nghiệm 4

03 nghiệm thức x 9 giá trị thời gian x 3 lần lặp = 81 mẫu

81 mẫu x 3 chỉ tiêu (COD, BOD5 và pH)/ mẫu = 243 chỉ tiêu.

3.4.3. Nội dung nghiên cứu 3

Nghiên cứu sử dụng cây Sậy (Phragmites australis) xử lý nƣớc thải sơ

chế gà rán công nghiệp.

Nƣớc thải sau quá trình tiền xử lý bằng phƣơng pháp ozone hóa đƣợc dùng để nghiên cứu ở nội dung nghiên cứu 3. Nƣớc thải này có tính chất nhƣ sau: COD dao động 850 – 920 mg/L; BOD5 dao động 380 – 410 mg/L; TN dao động 120 – 140 mg/L; TP dao động 28 – 40 mg/L; Tỷ lệ BOD5/COD dao động 0,52 – 0,71; Tỷ lệ BOD5 : N : P là 410 : 140 : 40 tƣơng ứng 100 : 34,14 : 9,75 tỷ lệ này đảm bảo trong nƣớc thải có đủ dƣỡng chất cho quá trình xử lý sinh học. Phù hợp với nghiên cứu của nhóm tác giả Lê Hoàng Việt và ctv. (2019), tỷ lệ BOD5 : N : P mà nhóm tác giả nghiên cứu xử lý nƣớc thải y tế là 183,97 : 18,15 : 13,65 tƣơng đƣơng với 100 : 9,87 : 7,42.

Theo niên giám thống kê (2020), số giờ nắng ở khu vực miền Nam (trạm quan trắc Vũng Tàu đảm bảo phù hợp cho thực vật sinh trƣởng và phát triển tốt, cụ thể: trong năm 2015 là 2.937,8 giờ nắng; năm 2016 là 2.690,3 giờ nắng; năm 2017 là 2.582,5 giờ nắng; năm 2018 là 2.593,9 giờ nắng và năm 2019 là 2.814,0 giờ nắng (cụ thể năm 2019, tháng 1 đến tháng 12 lần lƣợt là 238,5 giờ; 259,4 giờ; 298,1 giờ; 299,7 giờ; 257,7 giờ; 200,3 giờ; 204,9 giờ; 203,0 giờ; 174,6 giờ; 246,3 giờ; 200,5 giờ; 231,0 giờ).

3.4.3.1. Thí nghiệm 5

Nghiên cứu đặc điểm sinh học, tốc độ phát triển, đặc điểm khoang chứa khí/ mô chuyển khí/ nhu mô xốp và sinh khối của cây Sậy. Góp phần giải thích cơ chế giúp cây Sậy thích nghi trong nƣớc thải, chọn ra đƣợc nồng độ thích hợp để cây sinh trƣởng và phát triển trong điều kiện nƣớc thải nhằm đánh giá khả năng hấp thu chất hữu cơ, cải thiện chất lƣợng môi trƣờng nƣớc.

 Bố trí thí nghiệm 5

Sậy đƣợc chuẩn bị đồng đều về kích cỡ (chiều cao mỗi cây 30±2cm). Sậy đƣợc rửa bằng nƣớc sạch (nƣớc cấp dùng cho sinh hoạt) để loại bỏ các chất bám dính trên bề mặt thân và rễ. Cây đƣợc cân trọng lƣợng và đo các chỉ tiêu sinh trƣởng ban đầu, sau đó nuôi dƣỡng 01 tuần bằng nƣớc sạch (nƣớc cấp cho sinh hoạt) trƣớc khi tiến hành bố trí và ghi nhận các số liệu thí nghiệm.

Mật độ Sậy ở mỗi nghiệm thức là 25 cây/m2 tƣơng ứng 05 cây/xô

(diện tích trồng là 0,196m2/ xô nhựa).

Sậy đƣợc trồng ngoài trời, có che chắn để hạn chế ảnh hƣởng của điều

kiện tác động bên ngoài.

Nƣớc thải đã qua tiền xử lý bằng Ozone (thông số tối ƣu tìm ra ở các thí nghiệm 1, 2, 3 và 4) đƣợc tƣới vào trong các xô nhựa trồng Sậy thông qua hệ thống phân phối nƣớc nhỏ giọt.

Thí nghiệm với 1 nghiệm thức đối chứng và 4 nghiệm thức khảo sát (nồng độ nƣớc thải 25%, 50%, 75%, 100%) với 04 lần lặp lại. Các nghiệm thức bố trí ngẫu nhiên.

Nƣớc thải đƣợc cấp vào chậu nhựa với các thể tích lần lƣợt là 06 Lít, 09 Lít, 12 Lít. Nƣớc thải đƣợc nạp theo mẻ với thời gian lƣu nƣớc là 03 ngày. Thời gian thực hiện 48 ngày.

Bảng 3.6: Bố trí thí nghiệm 5.

06 lít/ 03 ngày 09 lít/ 03 ngày 12 lít/ 03 ngày

Nghiệm thức 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

a4 a3 a2 a1 A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4

b4 b3 b2 b1 B1 B2 B3 B4 B1 B2 B3 B4

c4 c3 c2 c1 C1 C2 C3 C4 A1 C2 C3 C4

d4 d3 d2 d1 D1 D2 D3 D4 A1 D2 D3 D4

e4 e3 e2 e1 E1 E2 E3 E4 E1 E2 E3 E4

Đối chứng Nồng độ 25% Nồng độ 50% Nồng độ 75% Nồng độ 100% Ghi chú: A1: Nghiệm thức đối chứng (Nước sạch + cây Sậy), nước thải tưới vào là 6 lít/ 3 ngày, lần lặp 1. (tương tự A2 là lặp lần 2, A3 là lặp lần 3 và A4 là lặp lần 4). A1: Nghiệm thức đối chứng (Nước sạch + cây Sậy), nước thải tưới vào là 9 lít/ 3 ngày, lần lặp 1. (tương tự A2 là lặp lần 2, A3 là lặp lần 3 và A4 là lặp lần 4). a1: Nghiệm thức đối chứng (Nước sạch + cây Sậy), nước thải tưới vào là 12 lít/ 3 ngày, lần lặp 1. (tương tự a2 là lặp lần 2, a3 là lặp lần 3 và a4 là lặp lần 4). B1: Nghiệm thức đối chứng (Nồng độ COD trong nước thải 25% + cây Sậy), nước thải tưới vào là 6 lít/ 3 ngày, lần lặp 1. (tương tự B2 là lặp lần 2, B3 là lặp lần 3 và B4 là lặp lần 4). B1: Nghiệm thức đối chứng (Nồng độ COD trong nước thải 25% + cây Sậy), nước thải tưới vào là 9 lít/ 3 ngày, lần lặp 1. (tương tự B2 là lặp lần 2, B3 là lặp lần 3 và B4 là lặp lần 4). b1: Nghiệm thức đối chứng (Nồng độ COD trong nước thải 25% + cây Sậy), nước thải tưới vào là 12 lít/ 3 ngày, lần lặp 1. (tương tự b2 là lặp lần 2, b3 là lặp lần 3 và b4 là lặp lần 4). C1: Nghiệm thức đối chứng (Nồng độ COD trong nước thải 50% + cây Sậy), nước thải tưới vào là 6 lít/ 3 ngày, lần lặp 1. (tương tự C2 là lặp lần 2, C3 là lặp lần 3 và C4 là lặp lần 4). C1: Nghiệm thức đối chứng (Nồng độ COD trong nước thải 50% + cây Sậy), nước thải tưới vào là 9 lít/ 3 ngày, lần lặp 1. (tương tự C2 là lặp lần 2, C3 là lặp lần 3 và C4 là lặp lần 4). c1: Nghiệm thức đối chứng (Nồng độ COD trong nước thải 50% + cây Sậy), nước thải tưới vào là 12 lít/ 3 ngày, lần lặp 1. (tương tự c2 là lặp lần 2, c3 là lặp lần 3 và c4 là lặp lần 4).

 Theo dõi chất lƣ ng nƣớc và tăng trƣởng của Sậy

Mẫu nƣớc đƣợc phân tích ở thời điểm bắt đầu thí nghiệm và ở các ngày thứ 3, 24 và 48. Dƣới đáy mô hình thí nghiệm có gắn van thu nƣớc, đến thời điểm lấy mẫu, tiến hành mở van và thu nƣớc thải sau thí nghiệm (Phụ lục 4 – Hình PL 4.2f). Các chỉ tiêu pH, DO, EC đƣợc đo trực tiếp tại khu vực thí nghiệm bằng máy đo cầm tay. Mẫu nƣớc đƣợc thu vào chai nhựa 500mL và trữ lạnh để phân tích các chỉ tiêu COD, BOD5, TN, TP tại phòng thí nghiệm.

Trọng lƣợng tƣơi, trọng lƣợng khô, chiều cao cây và tế bào nhu mô xốp đƣợc khảo sát ở các ngày thứ 3, 12, 24, 36, 48. Mẫu sinh khối của Sậy ở thời điểm kết thúc thí nghiệm đƣợc rửa bằng nƣớc sạch và sấy ở 105ºC đến khi trọng lƣợng không đổi mới mang đi phân tích.

1 b2

1 B2

1 B1

1 B4

1 B3

A1 1 B2

1 B1

1 B4

1 B3

1 b1

1 b4

1 b3

1 C2

1 C3

1 C4

1 C2

1 C3

1 C4

1 C1

1 c4

1 c1

1 c2

1 d1

1 d2

1 d3

1 D4

1 D1

1 d4

1 C1 1 D2

1 D3

1 D4

1 D1

1 D2

1 E1

e3 1

e2 1

1 E2 2

1 E2

1 E4

1 E3

1 e4 1

Thí nghiệm 5 đƣợc bố trí khối hoàn toàn ngẫu nhiên.

1 Hình 3.8: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 5.

 Phƣơng pháp nhuộm màu nhu mô xốp

Mô thực vật có các cấu trúc khác nhau, thậm chí các phần khác nhau của một cấu trúc thƣờng có tính chất lý học, hoá học cũng nhƣ khả năng bắt màu khác nhau, vì vậy việc sử dụng đồng thời các loại thuốc nhuộm trên cùng một tiêu bản cho phép ta có thể quan sát và phân biệt các cấu trúc dễ dàng hơn.

Sử dụng phƣơng pháp nhuộm hai màu (phƣơng pháp son phèn – lục iod) và tiến hành quan sát bằng kính hiển vi quang học (Model CH10MOF; N0 0C21811; Olympus optical Co., LTD. Japan) các mô thực vật.

Cách nhuộm hai màu (Hà Thị Lệ Ánh, 2000 đƣợc trích dẫn bởi Trƣơng

Hoàng Đan và Bùi Trƣờng Thọ, 2012b):

- Nguyên tắc của phƣơng pháp nhuộm hai màu khi vi mẫu đƣợc nhuộm bằng dung dịch phẩm nhuộm hai màu son phèn – lục iod, son phèn đã nhuộm màu hồng vách tế bào bằng cellulose và lục iod nhuộm xanh vách tế bào tẩm mộc tố.

- Cách thực hiện: Mẫu vật sau khi đƣợc cắt thành lát mỏng đƣợc lần lƣợt ngâm vào các dung dịch sau:

+ Nƣớc javel 15 phút để loại nội dung tế bào.

+ Rửa nƣớc cho sạch javel (ít nhất 5 lần).

+ Ngâm vào acid acetic 5 phút để tiếp tục loại nội dung tế bào và làm sạch nƣớc javel còn sót lại.

+ Rửa nƣớc ít nhất 5 lần cho đến khi không còn mùi acid acetic.

+ Nhuộm bằng phẩm nhuộm son phèn- lục iod 3 phút.

+ Rửa nƣớc cho sạch phẩm nhuộm và giữ phẫu thức trong nƣớc.

Chú ý: Luôn luôn để phẫu thức trong dĩa kính đồng hồ, chỉ dùng ống nhỏ giọt để rửa và thay đổi nƣớc hay dung dịch trong dĩa. Tuyệt đối không dùng kim nhọn đụng vào phẫu thức vì khi các phẫu thức bể rất khó quan sát.

 Tổng số lƣ ng mẫu nƣớc thải và chỉ tiêu phân tích:

04 nghiệm thức thí nghiệm (nghiệm thức đối chứng sử dụng nƣớc sạch) x 3 giá trị lƣợng nƣớc thải để tƣới x 4 lần lặp x 6 thời điểm lấy mẫu (3 lần nƣớc vào + 3 lần nƣớc thải ra) = 288 mẫu.

288 mẫu x 7 chỉ tiêu/ mẫu = 2.016 chỉ tiêu

 Tổng số lƣ ng mẫu thực vật và chỉ tiêu phân tích:

05 nghiệm thức thí nghiệm * 3 giá trị lƣợng nƣớc thải để tƣới * 4 lần lặp * 6 thời điểm lấy mẫu = 360 mẫu.

360 mẫu x 4 chỉ tiêu/ mẫu = 1.440 chỉ tiêu.

3.4.3.2. Thí nghiệm 6

Ảnh hƣởng của mật độ trồng đến khả năng sinh trƣởng, phát triển và hấp

thu N, P của Sậy.

Chọn đƣợc mật độ trồng thích hợp của cây Sậy để làm giảm nồng độ N,

P trong nƣớc thải sơ chế gà rán.

 Bố trí thí nghiệm

Sậy đƣợc chuẩn bị đồng đều về kích cỡ (chiều cao mỗi cây 30±2cm). Sậy đƣợc rửa bằng nƣớc sạch để loại bỏ các chất bám dính trên bề mặt thân và rễ. Cây đƣợc cân trọng lƣợng và đo các chỉ tiêu sinh trƣởng ban đầu, sau đó dƣỡng 01 tuần bằng nƣớc sạch trƣớc khi tiến hành bố trí và ghi nhận các số liệu thí nghiệm.

Mật độ Sậy lần lƣợt là 20 cây/m2, 25 cây/m2, 30 cây/m2, 35 cây/m2 tƣơng ứng 6 cây/nghiệm thức, 8 cây/nghiệm thức, 10 cây/nghiệm thức, 12 cây/nghiệm thức (diện tích trồng 0,385 m2/nghiệm thức). Thí nghiệm với 1 nghiệm thức đối chứng (gồm cát, đá và nƣớc thải) và 4 nghiệm thức khảo sát (20 cây/m2, 25 cây/m2, 30 cây/m2, 35 cây/m2) với 04 lần lặp lại.

Sậy đƣợc trồng ngoài trời, có che chắn để hạn chế ảnh hƣởng của điều

kiện tác động bên ngoài.

Nƣớc thải đã qua tiền xử lý bằng ozone đƣợc tƣới vào trong nghiệm thức

trồng Sậy thông qua hệ thống phân phối nƣớc.

Nƣớc thải đƣợc nạp theo mẻ với thời gian lƣu nƣớc là 03 ngày. Thời gian

thực hiện của mỗi nghiệm thức là 48 ngày.

 Theo dõi chất lƣ ng nƣớc và tăng trƣởng của Sậy

Mẫu nƣớc đƣợc phân tích ở thời điểm bắt đầu thí nghiệm và ở các ngày thứ 3, 12, 24, 36, 48. Các chỉ tiêu pH, DO, EC đƣợc đo trực tiếp tại khu vực thí nghiệm bằng máy đo cầm tay. Mẫu nƣớc đƣợc thu vào chai nhựa 500mL và trữ lạnh để phân tích các chỉ tiêu COD, BOD5, TN, TP tại phòng thí nghiệm.

Trọng lƣợng tƣơi, trọng lƣợng khô, chiều cao cây, chiều dài rễ, số cây, TN trong thân, TN trong rễ, TP trong thân và TP trong rễ đƣợc khảo sát ở các ngày thứ 3, 24, và 48. Mẫu sinh khối của Sậy ở thời điểm kết thúc thí nghiệm đƣợc rửa bằng nƣớc sạch và sấy ở 105ºC đến khi trọng lƣợng không đổi để phân tích hàm lƣợng TN và TP có trong mô thực vật.

Bảng 3.7: Bố trí thí nghiệm 6.

Nghiệm thức Độ lặp

1 2 3 4

Đối chứng A1 A2 A3 A4

Mật độ 20 cây/m2 B1 B2 B3 B4

Mật độ 25 cây/m2 C1 C2 C3 C4

Mật độ 30 cây/m2 D1 D2 D3 D4

Giải thích: Ax; Bx.; Cx: với x là số lần lặp lại thí nghiệm.

Mật độ 35 cây/m2 E1. E2 E3 E4

 Tổng số lƣ ng mẫu nƣớc thải và chỉ tiêu phân tích

05 nghiệm thức thí nghiệm x 4 lần lặp x 10 thời điểm lấy mẫu (5 lần nƣớc vào + 5 lần nƣớc thải ra) = 200 mẫu.

200 mẫu x 7 chỉ tiêu/ mẫu = 1.400 chỉ tiêu.

 Tổng số lƣ ng mẫu thực vật và chỉ tiêu phân tích

04 nghiệm thức thí nghiệm (nghiệm thức đối chứng không trồng sậy) x 4 lần lặp x 4 thời điểm lấy mẫu = 64 mẫu.

64 mẫu x 9 chỉ tiêu/ mẫu = 576 chỉ tiêu. Thí nghiệm 6 đƣợc bố trí khối hoàn toàn ngẫu nhiên.

A1 A2 A4 A3

B2 B3 B1 B4

C3 C4 C2 C1

D4 D1 D3 D2

E1 E2 E4 E3

Lặp lần 1 Lặp lần 2 Lặp lần 3 Lặp lần 4

Hình 3.9: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 6.

3.4.3.3. Thí nghiệm 7

Thí nghiệm đánh giá khả năng xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán của Sậy trong hệ thống đất ngập nƣớc chảy ngầm theo phƣơng ngang vận hành theo mẻ .

Đánh giá khả năng xử lý COD, BOD5, N và P của hệ thống đất ngập

nƣớc có trồng Sậy đối với nƣớc thải sơ chế gà rán.

Đánh giá khả năng sinh trƣởng của Sậy khi tƣới nƣớc thải sơ chế gà rán

ở điều kiện thực tế.

 Tổng số lƣ ng mẫu nƣớc thải và chỉ tiêu phân tích

02 nghiệm thức thí nghiệm x 3 lần lặp x 12 thời điểm lấy mẫu (6 lần nƣớc vào + 6 lần nƣớc thải ra) = 72 mẫu.

72 mẫu x 7 chỉ tiêu/ mẫu = 504 chỉ tiêu.

 Tổng số lƣ ng mẫu thực vật và chỉ tiêu phân tích

01 nghiệm thức thí nghiệm (nghiệm thức đối chứng không trồng sậy) x 3 lần lặp x 7 thời điểm lấy mẫu = 21 mẫu.

21 mẫu x 15 chỉ tiêu/ mẫu = 315 chỉ tiêu.

 Bố trí thí nghiệm

Bảng 3.8: Bố trí thí nghiệm 7.

Nghiệm thức Lặp lại thí nghiệm

1 2 3

Đối chứng A1.1 A1.2 A1.3

B1.1 B1.2 B1.3

Nƣớc thải Giải thích: A1.1: nghiệm thức đối chứng (không trồng sậy), tương tự A1.2 và A1.3 là lần lặp thứ 2 và 3. B1.1: nghiệm thức mật độ trồng sậy là 30 cây/m2, tương tự B1.2 và B1.3 là lần lặp thứ 2 và 3.

A1.3 A1.1 A1.2

B1.1 B1.2 B1.3

Lặp lần 1 Lặp lần 2 Lặp lần 3

Hình 3.10: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 7.

Chọn sậy con cao 30cm, mật độ trồng là 30 cây/m2.

Thí nghiệm gồm 01 nghiệm thức đối chứng (Nƣớc thải + Cát, đá và 01 nghiệm thức thí nghiệm (Nƣớc thải + Cát, đá + Sậy) với 03 lần lặp lại. Nƣớc thải sau quá trình ozone đƣợc phân phối vào mỗi nghiệm thức với lƣu lƣợng là 0,33m3, bảo đảm chiều cao lớp nƣớc là 0,4m theo dạng mẻ với thời gian lƣu nƣớc là 03 ngày, tiến hành liên tục trong 48 ngày.

Sậy đƣợc chuẩn bị đồng đều về trọng lƣợng tƣơi và kích cỡ. Sậy con đƣợc rửa bằng nƣớc sạch làm sạch bùn đất, cân trọng lƣợng và đo các chỉ tiêu sinh trƣởng ban đầu, sau đó dƣỡng 1 tuần bằng nƣớc máy trƣớc khi tiến hành bố trí và ghi nhận các số liệu thí nghiệm.

 Theo dõi chất lƣ ng nƣớc và tăng trƣởng của Sậy

Mẫu nƣớc đƣợc phân tích ở thời điểm bắt đầu thí nghiệm và ở các ngày thứ 3, 12, 24, 36, 48. Các chỉ tiêu pH, DO, EC đƣợc đo trực tiếp tại khu vực

thí nghiệm bằng máy đo cầm tay. Mẫu nƣớc đƣợc thu vào chai nhựa 500mL và trữ lạnh để phân tích các chỉ tiêu COD, BOD5, TN, TP tại phòng thí nghiệm.

Trọng lƣợng tƣơi, trọng lƣợng khô, chiều cao cây, chiều dài rễ, số cây, TN trong thân, TN trong rễ, TP trong thân và TP trong rễ đƣợc khảo sát ở các ngày thứ 3, 12, 24, 36 và 48. Mẫu sinh khối của Sậy ở thời điểm kết thúc thí nghiệm đƣợc rửa bằng nƣớc sạch và sấy ở 105ºC đến khi trọng lƣợng không đổi để phân tích hàm lƣợng TN và TP có trong mô thực vật.

3.4.3.4. Phƣơng pháp ph n tích các chỉ ti u nƣớc và thực vật

 Phƣơng pháp ph n tích mẫu nƣớc

Bảng 3.9: Chỉ tiêu phân tích mẫu nƣớc thải

TT Chỉ tiêu

Đơn vị Phƣơng pháp ph n tích Giới hạn phát hiện nhỏ nhất (LOD)

1 pH 0,01pH Đo bằng máy ngoài hiện trƣờng 2 EC (µS/cm) 1µS/cm (C5010T – Consort – Bỉ) 3 DO (mg/L) 0,01mg/L

4 COD (mg/L) SMEWW 5220C : 2012 2,0mg/L

(mg/L) TCVN 6001-1: 2008 1,0mg/L

5 BOD5 6 TN (mg/L) TCVN 6638 : 2000 1,0mg/L

7 TP (mg/L) SMEWW 4500-P.B&D : 0,02mg/L 2012

 Phƣơng pháp ph n tích mẫu thực vật

Bảng 3.10: Chỉ tiêu phân tích mẫu thực vật

TT Chỉ tiêu Phƣơng pháp ph n tích Giới hạn phát hiện Đơn vị nhỏ nhất (LOD)

(%) TCVN 6498 : 1999 30mg/kg 1 TN trong thân và rễ Sậy

(%) TCVN 8940 : 2011 11,3mg/kg 2 TP trong thân và rễ Sậy

3 Nhu mô xốp điện tử (mm2) Chụp và đo bằng kính hiển (Model Olympus vi CH10MOF; optical Co., LTD. Japan)

(g)

4 Sinh khối tƣơi và sinh khối khô Sậy đƣợc cân trọng lƣợng ở đầu và cuối thí nghiệm, mẫu đƣợc sấy ở 105ºC.

Bảng 3.11: Công thức tính tốc độ sinh trƣởng của thực vật

Chiều cao của cây Chiều dài của rễ Sinh khối khô

Tăng trƣởng

Công thức A’ = [(A’1-A’0)/N] B’ = [(B’1-B’0)/N] C’ = [(C’1-C’0)/N]

Chú thích A’: Tốc độ tăng trƣởng chiều cao cây (cm/ngày). B’ : Tốc độ tăng trƣởng chiều dài rễ (cm/ngày). tăng C’: Tốc độ trƣởng sinh khối khô (g/ngày).

A’1 : Chiều cao lúc thu hoạch (cm). B’1: Chiều dài rễ lúc thu hoạch (cm). C’1 : Sinh khối khô lúc thu hoạch (g) .

A’0: Chiều cao lúc ban đầu (cm). B’0: Chiều dài rễ lúc ban đầu (cm). C’0: Sinh khối khô lúc ban đầu (g).

N : Số ngày thí nghiệm. N : Số ngày thí nghiệm. N : Số ngày thí nghiệm.

3.5. Phƣơng pháp tính toán và xử lý số liệu

3.5.1. Phƣơng pháp tính toán kết quả

3.5.1.1. Tính toán N, P tích luỹ trong Sậy

M = CF x WF – CB x WB (1)

Trong đó:

- M: hàm lƣợng N, P thực vật tích lũy - CB: hàm lƣợng N, P của Sậy khi bắt đầu thí nghiệm - CF: hàm lƣợng N, P của Sậy khi kết thúc thí nghiệm - WB: sinh khối khô của Sậy khi bắt đầu thí nghiệm - WF: sinh khối khô của Sậy khi kết thúc thí nghiệm

3.5.1.2. Tính hiệu suất xử lý nƣớc thải

H (%) = [(C1 – C2)/C1] x 100 (2)

Trong đó:

- H: hiệu suất xử lý nƣớc thải - C1: nồng độ chất ô nhiễm trong nƣớc thải đầu vào (mg/L) - C2: nồng độ chất ô nhiễm trong nƣớc thải sau xử lý (mg/L)

3.5.1.3. Tính toán hiệu quả xử lý Coliform

Theo nhóm tác giả Reed et al. (1995 đƣợc trích dẫn bởi Lê Hoàng Nghiêm (2016b , cơ chế loại bỏ vi sinh vật gây bệnh trong vùng đất ngập nƣớc tƣơng tự nhƣ trong hồ ổn định nƣớc thải. Khả năng loại bỏ vi sinh vật gây

bệnh trong đất ngập nƣớc đã đƣợc nghiên cứu kỹ và đƣa ra trong công thức sau:

(3)

t: Thời gian lƣu nƣớc (ngày)

Trong đó: - Ci: Nồng độ Coliform đầu vào (số Colifom/100mL) - Ce: Nồng độ Coliform đầu ra (số Coliform/100mL) - - KT: Hằng số tốc độ phụ thuộc nhiệt độ (ngày-1) - n: Số đơn nguyên.

3.5.1.4. Tính toán RGR – tốc độ tăng trƣởng tƣơng đối

Theo Trƣơng Hoàng Đan và ctv. (2008); Shervin Jamshidi et al. (2014),

tốc độ tăng trƣởng tƣơng đối của thực vật đƣợc tính theo công thức:

(4)

Trong đó: - RGR (Relative Growth Rate): Tốc độ tăng trƣởng tƣơng đối

(g/g/ngày)

- W1: Trọng lƣợng khô của cây tại thời điểm bố trí thí nghiệm (g) - W2: Trọng lƣợng khô của cây tại thời điểm thu hoạch (g) - - t1: Thời điểm bố trí thí nghiệm (ngày) t2: Thời điểm thu hoạch (ngày)

3.5.1.5. Cách quan sát và tính diện tích khoang khí chứa khí

Vi mẫu sau khi nhuộm đƣợc đƣa lên máy chụp hình kỹ thuật số Olympus

7.2 mega pixels đƣợc kết nối với kính hiển vi Olympus để tăng độ phóng đại.

Khoảng không chứa khí hiển thị trên các hình chụp có độ phân giải cao đƣợc khoanh vùng. Sau đó, chúng đƣợc quét lại ở độ phân giải 300dpi. Phần mềm Corel PhotoPaint nhằm làm tăng cƣờng độ tƣơng phản cho hình ảnh trƣớc khi đƣợc chuyển sang phần mềm MapInfo 10.0 để số hóa và tính toán diện tích khoang chứa khí/ tổng diện tích lát cắt ngang.

3.5.2. Phƣơng pháp xử lý số liệu

Sử dụng phần mềm IBM SPSS 22 (IBM Corp., Armonk, NY, USA) phân tích phƣơng sai đa nhân tố nhằm xác định hiệu quả xử lý các chỉ tiêu COD, BOD5, TN, TN trong nƣớc thải của Sậy cũng nhƣ các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất xử lý của các thí nghiệm trong đề tài nghiên cứu. So sánh trung bình của các thông số trên dựa vào kiểm định T-Test và Duncan ở mức ý nghĩa 5%.

Sử dụng kiểm định T-Test để so sánh chất lƣợng nƣớc đầu vào và đầu ra của hệ thống với Quy chuẩn nƣớc thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT). Phân tích mối tƣơng quan và hồi quy đa biến của nồng độ N, P và các điều kiện thí nghiệm khác nhƣ thời gian lƣu, mật độ…với sinh trƣởng, tích lũy và khả năng xử lý nƣớc của hệ thống. Sử dụng phần mềm Sigmaplot 12.5 (San Jose, California, USA để vẽ biểu đồ.

Mô hình xu thế tuyến tính: Xu hƣớng (xu thế) là sự vận động tăng hay giảm của dữ liệu trong một thời gian dài. Sự vận động này có thể đƣợc mô tả bằng một đƣờng thẳng (xu hƣớng tuyến tính) hoặc bởi một đƣờng cong toán học (xu hƣớng phi tuyến). Mô hình dự báo bằng thuật toán hàm hồi quy thích hợp giữa biến cần dự báo (biến Y) và thời gian (biến t). Hàm hồi quy này đƣợc sử dụng để tạo ra các giá trị dự báo trong tƣơng lai. Phƣơng pháp dự báo bằng mô hình hàm xu hƣớng dựa trên một giả định rằng dạng thức vận động của dữ liệu trong quá khứ sẽ còn tiếp tục trong tƣơng lai. Phƣơng pháp này sử dụng thời gian là biến giải thích, với giá trị thời gian bằng 1 tƣơng ứng với quan sát đầu tiên, tăng dần theo chuỗi thời gian, và bằng n tƣơng ứng với quan sát cuối cùng (Theo Ramanathan, 2001 trích dẫn bởi Nguyễn Thúy Quỳnh Loan và Vũ Mộng Toàn, 2011).

CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1. Nội dung nghiên cứu 1 – Khảo hiện trạng nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp

4.1.1. Kết quả khảo sát hiện trạng nhà máy Jollibee Việt Nam

4.1.1.1. Công suất nhà máy

Đến thời điểm hiện tại, Jollibee đã có hơn 120 cửa hàng tại Việt Nam trải rộng trên toàn quốc, riêng Thành phố Hồ Chí Minh chiếm 40% hệ thống cửa hàng trên toàn quốc. Sản phẩm đa dạng nhƣ: Gà giòn vui vẻ, mỳ Ý sốt bò bằm, gà sốt cay… là những món ăn đƣợc đa số khách hàng yêu thích. (Công ty Jollibee Việt Nam)

Vào năm 2011, Công ty đầu tƣ Nhà xƣởng chế biến thực phẩm và kho lạnh Jollibee Việt Nam với công suất 120 tấn sản phẩm/năm tại Kho D5 (tổng kho Sacombank), KCN Tân Kim, xã Tân Kim, huyện Cần Giuộc, tỉnh Long An. Diện tích nhà xƣởng là 2.192m2.

Vào năm 2016, Công ty nâng công suất nhà xƣởng chế biến thực phẩm và kho lạnh Jollibee Việt Nam từ 120 tấn sản phẩm/năm lên 3.880 tấn sản phẩm/năm để đáp ứng nhu cầu của thị trƣờng về ngành thức ăn nhanh. Diện tích nhà xƣởng là 6.160m2.

Dự kiến đến năm 2024, Công ty sẽ nâng công suất nhà máy lên trên

5.000 tấn sản phẩm/năm.

4.1.1.2. Dây chuyền sơ chế gà rán tại nhà máy Jollibee Việt Nam

Thịt gà tƣơi sống nguyên con hoặc đã cắt sẵn (thịt đã sơ chế sạch và đóng gói đã đƣợc cấp chứng nhận về vệ sinh an toàn thực phẩm (VSATTP) theo quy định đƣợc công ty mua về từ các đại lý trong khu vực và các khu vực lân cận. Thịt gà đƣợc vận chuyển về nhà máy bằng xe đông lạnh. Nguyên liệu mua về đƣợc đƣa qua bộ phận tiếp nhận nguyên liệu và bảo quản thịt. Gà nguyên con đƣợc cắt thành miếng nhỏ và gà cắt sẵn đƣợc rửa sạch nhằm loại bỏ tạp chất dính trên thịt, sau đó thịt gà đƣợc rửa lại thêm một lần nữa cho sạch vi trùng và những tạp chất rơi vãi từ quá trình sơ chế. Tiếp đó, nguyên liệu đƣợc kiểm tra thành phần ký sinh trùng và cân khối lƣợng theo nhu cầu chế biến. Sau đó, sản phẩm đƣợc đóng gói bằng bao PE (Polyetylen) và đƣợc bảo quản trữ đông chờ xuất kho chuyển đến các cửa hàng Jollibee.

Nguyên liệu Nguyên liệu

gà nguyên con gà cắt sẵn

(đã sơ chế)

Cắt (9-10 miếng) CTR

Cắt tỉa/ Phân loại

Rửa/Khử trùng Dd khử trùng

Ráo nƣớc

Cân

Nƣớc thải; Hỗn hợp gia vị Trộn

CTR

Bao bì, nhãn Đóng gói

Dò kim loại

Chất sọt

Cấp đông Tiêu thụ

Bảo quản đông

Hình 4.1: Quy trình sơ chế gà rán công nghiệp Jollibee.

4.1.1.3. Kết quả khảo sát hiện trạng phát thải

Nƣớc thải từ quá trình sơ chế gà (tẩm ƣớp): Mỡ động thực vật, vụn thịt, dịch máu, hóa chất tẩy rửa, hóa chất khử trùng, chất thải rắn,… do đó, thành phần và đặc tính của nƣớc thải tẩm ƣớp gà gồm: BOD5, COD, tổng N, tổng P, Amoni, dầu mỡ động thực vật,… trung bình mức nƣớc phát thải: 67-71m3/ ngày. Thành phần cơ bản của gia vị tẩm ƣớp: hành, tỏi, ớt, gừng, sữa, muối, hạt nêm,...

Kết quả khảo sát nƣớc thải sơ chế gà rán lấy từ nhà máy Jollibee có nồng độ COD dao động từ khoảng 1.345 mgO2/l đến 1.425 mgO2/L, nồng độ BOD5 dao động từ 570 – 610 mgO2/L.

Bảng 4.1: Kết quả nghiên cứu thành phần nƣớc thải sơ chế gà rán tại nhà máy Jollibee

Ngày

QCVN

Chỉ tiêu Đơn vị

40:2011

1

2

3

4

5

6

7 Cột B

Lƣu lƣợng

6,52

6,75

6,63

6,71

6,74

6,57

6,82

5,5-9

COD

1.425

1.411 1.389 1.345

1.390

1.400

1.378

150

mgO2/L

589

572

594

604

600

574

577

BOD5

mgO2/L

mg/L

140

128

120

135

115

120

125

mg/L

8,2

7,7

7,8

8,4

7,5

8,1

Dầu mỡ thực vật

4.1.2. Công nghệ xử lý nƣớc thải hiện hữu của nhà máy Jollibee

Chủ Dự án đã đầu tƣ 01 trạm xử lý nƣớc thải với công suất 75 m3/ngày (sinh hoạt: 5,4 m3 + sản xuất: 69,8 m3 để xử lý nƣớc thải sản xuất đạt quy chuẩn của KCN Tân Kim mở rộng tại Long An. Nƣớc thải sinh hoạt đƣợc xử lý sơ bộ tại bể tự hoại 3 ngăn trƣớc khi đấu nối vào hệ thống xử lý nƣớc thải của nhà máy.

Chi phí đầu tƣ hệ thống XLNT: 2.775.000.000 đồng/ 75m3  suất đầu tƣ

37 triệu VNĐ / m3

Chi phí duy tu bảo dƣỡng: 30.000.000 VNĐ / năm.

Chi phí thay thế thiết bị (sau 05 năm : 1.110.000.000 VNĐ (40% giá trị

đầu tƣ .

Chi phí xây dựng cụm bể (sau 10 – 12 năm : 1.665.000.000 VNĐ (60%

giá trị đầu tƣ .

Nƣớc thải

Máy tách rác

Hố bơm

Chất thải rắn

Bơm

Giỏ lọc rác

Máy thổi khí

Bể điều hoà

Bơm

Thiết bị phản ứng

PAC

Bể tạo bông

A. Polymer

Van điều áp

Bơm cao áp

Bồn tạo áp

Bể tuyển nổi DAF

Bùn

Bể trung gian

Dd Soda

thải

Bơm

Tuần

Bể Mix SBR

Máy khuấy

hoàn

Nƣớc

Bơm

nƣớc

tách

Bể SBR 1, 2

Máy thổi khí

pha

Bơm

Bể khử trùng

Bể chứa bùn

Dd Chlorine

Chi phí vận hành hệ thống XLNT là 1.545.000 đồng/ 75m3 (tƣơng ứng 20.600 VNĐ /m3 nƣớc thải). Nếu tính cả chi phí thuê đất và chi phí lãi vay thì chi phí xử lý sẽ là 42.800VNĐ/m3. (Bảng 4.24 Chƣơng 4

Bơm Nguồn tiếp nhận đạt

Máy ép bùn

QCVN 40:2011/BTNMT,

Cột B

Hình 4.2: Công nghệ xử lý nƣớc thải hiện hữu của nhà máy Jollibee.

Tóm lại:

Nƣớc thải phát sinh từ nhà máy sơ chế gà rán Jollibee có lƣu lƣợng phát thải không lớn (70m3/ ngày đêm . Có các thành phần ô nhiễm nhƣ COD, BOD5, TSS, Nitrogen, phosphorus, dầu mỡ động thực vật…Nƣớc thải phát sinh chủ yếu do quá trình rửa thịt gà, rửa các thiết bị phối trộn hỗn hợp gia vị và rửa các thiết bị chứa gà để tẩm ƣớp.

Công nghệ xử lý nƣớc thải hiện hữu là công nghệ A/O: là quá trình xử lý nitrogen, chất hữu cơ tổng hợp, trong đó, các quá trình Nitrification, Denitrification xảy ra liên tục trong các bể Anoxic, Aerotank (Oxic), quá trình Denitrification (khử N) sử dụng nguồn hydrocacbon của nƣớc thải, không cần bổ sung nguồn hydrocacbon bên ngoài, hạn chế sử phát triển các vi khuẩn dạng sợi (Filamentous thƣờng gây nên hiện tƣợng đánh bóng, khó lắng trong pha lắng. Quá trình Denitrification xảy ra, nâng cao pH, độ kiềm của nƣớc thải, tạo ra oxy giúp cho quá trình Nitrification xảy ra tiếp theo thuận lợi, tuy nhiên cần cung cấp khí cho quá trình xử lý nitrogen.

Nhận định công nghệ:

1. Cụm xử lý keo tụ, tạo bông, tuyển nổi: 1/ Ưu điểm: Ổn định nồng độ đầu vào cụm sinh học; Tách mỡ, cặn, bột, hạt ớt; Giảm COD, BOD5, TN; Giảm TSS; Giảm TP. 2/ Hạn chế: Tiêu tốn năng lƣợng điện vận hành hệ bơm tạo áp; Tiêu tốn hóa chất vận hành: PAC; Polymer; Sinh lƣợng bùn hóa lý từ tạp chất hóa chất.

2. Cụm xử lý sinh học thiếu khí + hiếu khí dạng mẻ: 1/ Ưu điểm: Vận hành ổn định; Kiểm soát đƣợc quá trình xử lý COD, T-N, T-P; Chất lƣợng nƣớc sau xử lý ổn định; Quy trình tuần hoàn khép kín; Có thể điều chỉnh theo lƣu lƣợng nƣớc vào, ra từng giai đoạn hoạt động của nhà máy; Cụm SBR gồm 02 module, hoạt động an toàn. 2/ Hạn chế: Diện tích xây dựng hệ thống lớn; Thiếu bể kị khí nên bùn sinh học phát sinh nhiều  bùn thải nhiều; Tốn năng lƣợng thổi khí nhiều hơn so với công nghệ truyền thống; Do bể đã định hình sẵn, nên khó chuyển đổi công nghệ khi nâng công suất hoạt động; Hiệu suất xử lý phosphorus thấp hơn công nghệ truyền thống.

Hệ thống xử lý nƣớc thải phức tạp, trong quá trình vận hành phải sử dụng nhiều loại hóa chất (PAC, Polymer, Soda,....) tiêu tốn nhiều điện năng và phát sinh ra bùn thải. Do vậy việc nghiên cứu giải pháp xử lý loại nƣớc thải này theo hƣớng sinh thái là điều cần thiết.

4.2. Nội dung nghiên cứu 2 – Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp bằng phƣơng pháp ozone hóa

4.2.1. Thí nghiệm 1 – Đánh giá ảnh hƣởng của giá trị pH đến hiệu quả xử lý nƣớc thải của ozone

Thí nghiệm 1 đƣợc tiến hành nhằm xác định giá trị pH tối ƣu (môi trƣờng thích hợp để tác nhân ozone oxy hóa các hợp chất hữu cơ trong nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp. Thí nghiệm đƣợc thực hiện ở các điều kiện pH khác nhau của nƣớc thải trƣớc khi oxy hóa.

Hình 4.3d: Biểu diễn hiệu quả làm

Hình 4.3a: Biễu diễn giá trị COD, BOD5 và tỷ lệ BOD5/COD ở pH = 7. giảm COD ở các pH khác nhau.

Hình 4.3c: Biễu diễn giá trị COD,

Hình 4.3b: Biễu diễn giá trị COD, BOD5 và tỷ lệ BOD5/COD ở pH = 8. BOD5 và tỷ lệ BOD5/COD ở pH = 9.

Đánh giá ảnh hƣởng của giá trị pH đến hiệu quả quá trình oxy hóa chất hữu cơ tính theo COD, BOD5 và tỷ lệ BOD5/COD bằng ozone trong thời gian phản ứng từ 0 đến 60 phút, liều lƣợng ozone lựa chọn là 0,2g/h. Kết quả thí nghiệm đƣợc thể hiện qua Hình 4.3a, Hình 4.3b và Hình 4.3c biểu diễn giá trị COD, giá trị BOD5 và tỷ lệ BOD5/COD cho thấy thay đổi sau phản ứng ở tƣơng ứng các giá trị pH là 7, 8 và 9. Theo tác giả T.E. Agustina et al. (2005) việc tăng giá trị pH sẽ làm tăng khả năng phân huỷ các chất ô nhiễm và tăng tỷ lệ tạo ra gốc oxy hoá tự do, các gốc này có tỷ lệ phân huỷ các hợp chất mạnh hơn so với bản thân của ozone.

Ở các giá trị pH thí nghiệm có xu hƣớng tăng dần theo thời gian, từ khi bắt đầu cho đến phút thứ 30, hiệu quả làm giảm CODtb ở các giá trị pH không vƣợt quá 10%. Sau thời gian phản ứng 30 phút, các giá trị hiệu quả làm giảm CODtb bắt đầu cho thấy có dấu hiệu ổn định (ở thời gian phản ứng 30 phút, 45 phút và 60 phút lần lƣợt dao động ở mức 4,4–5,3%, 7,7–12,1% và 12,8– 14,8% , điều này cho thấy tác nhân ozone tác động đến các cơ chất trong nƣớc thải và bắt đầu phân hủy chúng (thể hiện trong Hình 4.3d). Tuy nhiên mức độ biến thiên không cao, sau thời gian phản ứng là 60 phút hiệu quả làm giảm CODtb vẫn ở mức dƣới 15%. Kết quả nghiên cứu cho thấy phù hợp với nghiên cứu của Naoyuki Kishimoto et al. (2005), xử lý 4-chlorobenzoic acid (4-CBA) bằng phƣơng pháp ozone, kết quả sau thời gian 30 phút phản ứng cho thấy nồng độ 4-CBA có dấu hiệu giảm nhƣng không đáng kể.

Giá trị COD sau phản ứng ở 3 nghiệm thức pH thí nghiệm đều giảm sau cùng một thời gian phản ứng 60 phút, ở nghiệm thức pH = 7 và pH = 9, CODtb giảm khoảng 240mg/L, còn ở pH = 8 thì COD giảm khoảng 200mg/L. Giá trị CODtb sau 15 phút và 30 phút thí nghiệm còn cho thấy, ở nghiệm thức pH = 7, COD giảm theo thời gian, nhƣng ở nghiệm thức pH = 8 và pH = 9 thì COD lại tăng tuy không đáng kể, nguyên nhân là do thời điểm ban đầu, có thể có một vài chất hữu cơ không bị phân huỷ trong quá trình phân tích COD, sau thời gian phản ứng, các hợp chất này bị tác nhân oxy hoá phân giải và bị phân huỷ thành các hợp chất đơn giản hơn (phân tích đƣợc bằng phƣơng pháp chuẩn độ COD).

Khi so sánh khả năng xử lý COD ở phút thứ 60 với phút thứ 30, thì tốc độ gia tăng khả năng xử lý ở pH = 9 diễn ra mãnh liệt nhất (tăng 3,7 , tiếp đến là pH = 7 tăng 3,4 lần và cuối cùng là pH = 8 có tốc độ gia tăng khả năng xử lý thấp nhất (2,4 lần). Vậy trong 30 phút đầu, khả năng xử lý nƣớc thải ở các giá trị pH gần nhƣ là giống nhau, xu hƣớng xử lý nƣớc thải chỉ đƣợc thể hiện rõ sau sau thời điểm 30 phút, điều này phù hợp với nghiên cứu của Nguyen Dien Chau et al. (2016).

Giá trị BOD5 của nƣớc thải sau khi qua quá trình oxy hóa ở tất cả các điều kiện pH khác nhau đều tăng lên, tuy nhiên không đáng kể, chỉ dƣới 10%. Khi pH = 7, nồng độ BOD5 sau khi oxy hóa tăng từ 680mg/L ban đầu lên 688mg/L (tăng 1,2% . Khi ở pH = 8, nồng độ BOD5 của nƣớc thải sau khi oxy hóa tăng (tăng 10% (thể hiện trong Hình 4.3a; Hình 4.3b và Hình 4.3c). Có thể giải thích dƣới tác dụng của ozone, các hợp chất không phân hủy sinh học đã đƣợc chia tách thành những hợp chất đơn giản hơn.

Tỷ lệ BOD5/COD của nƣớc thải sau khi qua oxy hóa bằng Ozone ở các điều kiện pH khác nhau đều tăng lên so với tỷ lệ BOD5/COD của nƣớc thải trƣớc khi xử lý. Ở thí nghiệm điều chỉnh pH = 7, tỷ lệ BOD5/COD có khoảng biến thiên mạnh, sau thời gian phản ứng 15 phút, tỷ lệ này đã tăng trên 0,43 và giá trị đạt 0,49 ở thời gian phản ứng 60 phút, cao nhất trong “Thí nghiệm 1”. Ở thí nghiệm pH = 8 và pH = 9, tỷ lệ BOD5/COD sau thời gian phản ứng 15 phút có xu hƣớng tăng đều. Tuy nhiên, sau thời gian phản ứng 60 phút, tỷ lệ BOD5/COD có xu hƣớng ổn định ở khoảng dao động 0,47 - 0,48. (thể hiện trong Bảng 4.2 phụ lục . Điều này phù hợp với nghiên cứu xử lý nƣớc thải dệt nhuộm bằng ozone của Mehmet F. Sevimli and Hasan Z. Sarikaya (2002) “Quá trình ozone quá làm tăng tỷ lệ BOD5/COD khi tăng thời gian phản ứng”; “Tỷ lệ BOD5/COD tăng theo thời gian phản ứng của quá trình ozone hoá cho đến khi chúng đạt tới giá trị tối đa và sau đó quá trình oxy hoá vẫn tiếp tục diễn ra để oxy hoá chính những sản phẩm đã oxy hoá trƣớc đó dẫn đến việc tỷ lê BOD5/COD lại giảm khi thời gian phản ứng quá lâu”; “Tỷ lệ BOD5/COD ban đầu chỉ có 0,2 nhƣng tỷ lệ đó tăng lên đến 0,4 sau khi qua phản ứng ozone hoá sau 15 phút. Tiếp tục tăng thời gian phản ứng tỷ lệ BOD5/COD có thể dao động trong khoảng 0,56 – 0,76.”

Hình 4.3d cho thấy khả năng xử lý COD của cả 3 nghiệm thức có xu hƣớng nhƣ tƣơng đồng nhau. Trong Hình 4.3a, hình 4.3b, hình 4.3c cho thấy tỷ lệ BOD5/COD sau xử lý xấp xỉ bằng nhau, nhƣng tỷ lệ BOD5/CODtb ở nghiệm thức pH = 7 sau khi kết thúc thí nghiệm lại là cao nhất. Mặt khác ở nghiệm thức pH = 7, giá trị pH sau khi xử lý dao động trong khoảng 6,88 – 6,82, thích hợp cho quá trình xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh học.

Sau khi tiền xử lý bằng ozone, nƣớc thải tiếp tục đƣợc xử lý theo hƣớng sinh học nên việc giữ nguyên giá trị pH của nƣớc thải cho quá trình oxy hóa bằng ozone là phù hợp nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý tiếp theo và tiết kiệm hóa chất sử dụng. Bên cạnh đó, hiệu quả xử lý COD và tỷ lệ BOD5/COD có sự gia tăng sau xử lý nhƣng vẫn ở mức dƣới 15% nên quyết định chọn tác nhân hỗ trợ là điện cực than để nâng cao hiệu quả làm giảm cơ chất trong nƣớc thải. Theo Naoyuki Kishimoto et al. (2010) quá trình điện

phân – ozone hoá cho ra ít sản phẩm phụ và khử COD tốt hơn so hơn quá trình ozone hóa đơn thuần, hơn nữa phƣơng pháp này còn rất hiệu quả cho việc chuyển dạng các hợp chất hữu cơ thành các hợp chất dễ bị oxy hoá hơn.

4.2.2. Thí nghiệm 2 – Đánh giá ảnh hƣởng của liều lƣ ng ozone đến hiệu quả xử lý nƣớc thải Jollibee

Hình 4.4: Hiệu suất làm giảm COD ở các nghiệm thức ozone khác nhau.

Thí nghiệm 2 đƣợc thiết kế và thực hiện trên mô hình thực nghiệm nhằm tìm ra liều lƣợng ozone thích hợp trong hệ (O3 và điện cực than) để xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán Jollibee.

Thí nghiệm đƣợc thực hiện với thời gian phản ứng từ 0 đến 120 phút, hiệu chỉnh pH = 7 và các giá trị liều lƣợng ozone ban đầu khác nhau lần lƣợt thay đổi từ 0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35 và 0,4 g/h.

Kết quả nghiên cứu đƣợc thể hiện trong Bảng 4.2, Hình 4.4. Về thời gian phản ứng, kết quả thí nghiệm đã xuất hiện hai xu hƣớng làm giảm COD. Ở thời gian phản ứng từ 0 đến 60 phút, hiệu quả làm giảm CODtb tăng rõ rệt và đều theo thời gian, sau 45 phút phản ứng hiệu quả làm giảm COD có khoảng dao động lớn (từ 9,21 – 39,64%) giữa các giá trị liều lƣợng ozone thí nghiệm và khi thời gian phản ứng đạt 60 phút thì khoảng dao động này tiếp tục tăng

(16,54 – 42,57%); Ở thời gian phản ứng từ 60 đến 120 phút, hiệu quả làm giảm COD có xu hƣớng giảm (khoảng dao động từ 10,51 – 42,39%).

Bảng 4.2: Tóm tắt diễn biến chất lƣợng nƣớc thải ở thí nghiệm 2 (số liệu chi tiết thể hiện trong Phụ lục 1 – Bảng PL 1.2)

T hờ i g ia n ( p hút)

1 1 5

3 0

4 5

6 0

7 5

9 0

1 0 5

1 2 0

Liều lƣ ng o zo ne (g /h)

H _ CO D t b ( %)

0 ,0 0

1 ,2 9

1 3 ,9 7 2 0 ,4 0 1 6 ,5 4

1 8 ,7 5

2 1 ,8 8

2 3 ,5 3

2 0 ,5 9

0 ,1 5

0 ,0 0

5 ,4 6

4 ,8 3

9 ,2 1

2 0 ,4 6

2 6 ,2 6

2 6 ,6 8

2 5 ,8 4

2 5 ,6 3

0 ,2 0

0 ,0 0

3 ,8 0

1 8 ,6 6 2 1 ,9 2 2 6 ,6 3

2 7 ,1 7

2 2 ,2 8

2 0 ,4 7

2 1 ,5 6

0 ,2 5

0 ,0 0

1 6 ,8 8 2 7 ,3 4 3 9 ,6 4 4 2 ,5 7

4 2 ,3 9

3 6 ,7 0

3 4 ,3 1

3 3 ,7 6

0 ,3 0

0 ,0 0

7 ,3 9

1 7 ,9 0 2 4 ,6 5 1 9 ,8 9

2 4 ,5 0

1 6 ,8 9

1 3 ,6 2

1 0 ,5 1

0 ,3 5

0 ,0 0

7 ,2 1

9 ,1 9

1 4 ,2 0 1 7 ,2 7

1 3 ,7 0

1 2 ,3 3

1 6 ,1 3

1 9 ,1 7

0 ,4 0

H _ B O D 5 ( %) 1 0 , 2 6

6 , 1 0

1 , 9 3

1 , 1 5

1 2 , 9 6

1 7 , 9 2

1 3 , 8 8

1 3 , 0 2

4 , 7 1

5 , 7 3

2 , 0 1

- 8 , 6 4

7 , 4 7

- 8 , 8 1

- 1 8 , 5 4

- 1 2 , 3 9

2 , 2 6

7 , 7 6

6 , 2 0

4 , 1 0

2 , 4 7

9 , 7 0

0 , 8 9

8 , 3 5

- 1 , 2 6

- 2 , 9 7

1 , 9 6

4 , 4 4

1 , 8 3

1 , 1 6

2 , 7 3

- 1 , 7 8

- 2 , 5 1

4 , 6 3

1 0 , 1 5

6 , 0 0

3 , 6 0

2 , 8 3

- 0 , 4 6

4 , 2 3

- 3 , 0 3

- 5 , 7 6

1 , 0 5

1 9 , 5 8

1 9 , 6 7

1 5 , 0 8

1 2 , 8 1

7 , 8 5

0 ,0 0 0 ,0 0 0 ,0 0 0 ,0 0 0 ,0 0 0 ,0 0

0 ,1 5 0 ,2 0 0 ,2 5 0 ,3 0 0 ,3 5 0 ,4 0

0 ,4 0 0 ,4 2 0 ,4 2 0 ,4 2 0 ,4 3 0 ,4 0

0 ,4 0 0 ,4 2 0 ,4 2 0 ,5 1 0 ,4 8 0 ,4 5

0 ,4 6 0 ,4 2 0 ,4 7 0 ,5 9 0 ,5 0 0 ,4 7

B O D 5 /CO D t b 0 ,4 5 0 ,4 5 0 ,5 7 0 ,4 5 0 ,5 4 0 ,5 0 0 ,7 0 0 ,6 8 0 ,5 1 0 ,5 2 0 ,3 9 0 ,4 6

0 ,4 3 0 ,5 3 0 ,5 6 0 ,7 1 0 ,5 5 0 ,3 7

0 ,4 2 0 ,6 2 0 ,4 8 0 ,6 5 0 ,5 1 0 ,3 9

0 ,4 5 0 ,6 7 0 ,5 2 0 ,6 2 0 ,5 0 0 ,4 2

0 ,4 4 0 ,6 3 0 ,4 9 0 ,6 4 0 ,4 6 0 ,4 6

0 ,1 5 0 ,2 0 0 ,2 5 0 ,3 0 0 ,3 5 0 ,4 0

Điều này cho thấy rằng trong thời gian đầu của phản ứng (0-60 phút), quá trình oxy hóa diễn ra mạnh mẽ, các cơ chất đơn giản hầu nhƣ bị oxy hóa nên hiệu quả xử lý COD tăng, tuy nhiên khi các hợp chất đơn giản đã đƣợc oxy hóa gần hết, các hợp chất phức tạp bắt đầu bị gốc *OH tấn công và chia nhỏ (lúc này hiệu quả xử lý COD giảm xuống). Nghiên cứu của S. Atchariyawut et al. (2009 , khi tăng thời gian phản ứng thì khả năng khử độ màu trong nƣớc thải cũng tăng lên, lý do là khi thời gian lƣu nƣớc tăng lên thì sự tƣơng tác giữa các tác nhân oxy hoá và cơ chất cũng tăng do đó làm tăng khả năng xử lý độ màu.

Để thuận tiện trong việc đánh giá hiệu quả của quá trình thí nghiệm, kết quả nghiên cứu đã tích hợp 3 thông số H_CODtb, H_BOD5 và tỷ lệ BOD5/CODtb vào Hình 4.5; tỷ lệ BOD5/COD đƣợc biểu diễn theo đơn vị phần

trăm, ví dụ 0,45 đã đƣợc biểu diễn thành 45%. Kết quả có những dấu hiệu cho thấy các hợp chất phức tạp trong nƣớc thải bị oxy hóa theo thời gian:

Liều lƣợng ozone từ 0,15 – 0,2g/h và liều lƣợng ozone từ 0,35 – 0,4g/h, hiệu quả làm giảm CODtb của cả quá trình thí nghiệm chỉ dao động ở khoảng từ 5 – 27%. Cụ thể: liều lƣợng ozone từ 0,15 – 0,2g/h sau khi kết thúc thí nghiệm cho kết quả xử lý COD từ 20,59 – 25,63% (Ở liều lƣợng 0,15g/h đạt hiệu quả xử lý cao nhất ở phút thứ 105 với hiệu suất đạt 23,53%; ở liều lƣợng 0,2g/h đạt hiệu quả cao nhất ở phút thứ 90 với hiệu suất 26,68%); Liều lƣợng 0,35 – 0,40g/h sau khi kết thúc thí nghiệm đều cho hiệu suất làm giảm COD từ 10,51% – 19,17% (Ở nồng độ 0,35g/h hiệu suất đạt cao nhất ở phút thứ 45 là 24,65%; Ở liều lƣợng 0,4g/h hiệu suất cao nhất ở phút thứ 120 là 19,17%). Nhƣ vậy, liều lƣợng ozone < 0,25g/h hoặc >0,3g/h đều không cho hiệu quả xử lý nhƣ mong đợi, có thể giải thích ở liều lƣợng ozone < 0,25g/h thì lƣợng tác nhân oxy hóa không đủ để quá trình phân li ra các gốc *OH để oxy hóa các hợp chất trong nƣớc thải, ngƣợc lại khi tăng liều lƣợng ozone > 0,3g/h thì xảy ra hiện tƣợng dƣ các chất oxy hóa, các gốc *OH tự phản ứng với nhau gây lãng phí mà hiệu quả làm giảm COD lại không cao.

Liều lƣợng ozone từ 0,25 – 0,3g/h, hiệu quả làm giảm COD cho thấy đạt khoảng 18 – 27% sau 30 phút phản ứng, hiệu quả làm giảm COD tiếp tục tăng theo thời gian phản ứng. Ở liều lƣợng 0,25g/h sau 75 phút phản ứng cho hiệu quả 27,17%, từ 90 – 120 phút khả năng làm giảm COD dao động trong khoảng 20,47 – 22,28%. Ở liều lƣợng ozone là 0,3g/h, hiệu quả làm giảm COD đạt giá trị cao nhất là 42,57% ở phút thứ 60, sau khi kết thúc thí nghiệm, hiệu suất xử lý COD đạt 33,76%. Liều lƣợng ozone 0,3g/h cho hiệu quả làm giảm COD đạt cao nhất trong 6 mức liều lƣợng ozone khảo sát. Nghiên cứu xử lý nƣớc thải nhà máy giấy của Leila Bijan and Madjid Mohseni (2005), với liều lƣợng ozone là 0,8mg/L thì hiệu suất loại bỏ COD sau khi kết thúc thí nghiệm đạt 21%, lƣợng COD thay đổi là do sự thay đổi nồng độ và trạng thái oxy hoá của cả hai loại hợp chất hữu cơ phân tử lƣợng cao và phân tử lƣợng thấp.

Để làm rõ hơn các giải thích phía trƣớc, khi quan sát Hình 4.5, ta có một

số nhận xét nhƣ sau:

- Có sự xuất hiện âm của hiệu suất xử lý BOD5, điều này cho thấy nồng độ BOD5 tăng lên cao hơn so với nồng độ BOD5 trƣớc phản ứng, nhƣ vậy các hợp chất cồng kềnh phức tạp không có khả năng phân hủy sinh học đã đƣợc chia cắt (oxy hóa cắt mạch) sau quá trình phản ứng thành các chất có thể phân hủy sinh học. Phù hợp với nghiên cứu xử lý hợp chất 2,4 – dichlorophenol của Antonio Marco et al. (1997),

nồng độ BOD5 ban đầu là 0 (zero điều này có nghĩa là nƣớc thải không có khả năng phân hủy sinh học, khi quá trình oxy hoá xảy ra, nồng độ BOD5 tăng dần, giá trị BOD5 tăng song song với giá trị CODtb giảm dần từ đó tỷ lệ BOD5/COD tăng từ khoảng 0,05 – 0,1 lên 0,4 – 0,5. Nghiên cứu của Leila Bijan and Madjid Mohseni (2005) khi xử lý bằng ozone nâng cao khả năng phân hủy sinh học của nƣớc thải, hiệu quả giảm COD là 21% nhƣng BOD5 lại tăng 13% so với ban đầu.

- Ở liều lƣợng ozone 0,3g/h, thời gian phản ứng 60 phút, hiệu quả làm giảm BOD5 cho các giá trị từ 2 – 4,5% và tỷ lệ BOD5/COD dao động từ 0,42 - 0,70 (tăng 1,4 – 1,75 lần so với đầu vào . Điều này có thể kết luận, các hợp chất phức tạp đã đƣợc cắt mạch thành các hợp chất đơn giản và dễ phân hủy sinh học.

- Ở mức liều lƣợng ozone 0,4g/h hiệu quả làm giảm COD, BOD5 và tỷ lệ BOD5/CODtb cho các giá trị lần lƣợt 7,21 – 19,17%; 1,05 – 19,67% và 0,37 – 0,47.

- Tỷ lệ BOD5/COD phản ánh đặc tính phân hủy sinh học của nƣớc thải. Ta có thể thấy đƣợc sau khi phản ứng ozone hóa xảy ra, tỷ lệ BOD5/CODtb thay đổi so với trƣớc khi thí nghiệm. Khoảng thay đổi mạnh mẽ xảy ra ở nghiệm thức liều lƣợng ozone từ 0,2 – 0,35g/h, đặc biệt ở nghiệm thức liều lƣợng ozone 0,3g/h giá trị tỷ lệ BOD5/COD tăng từ 0,68 – 0,71 từ 45 đến 75 phút phản ứng. Nghiên cứu kết hợp quá trình tiền xử lý ozone và các quá trình sinh học bùn hoạt tính để loại bỏ độ màu và các hợp chất khó phân hủy sinh học trong nƣớc thải lên men mật rỉ. Tác giả Audrey Battimelli et al. (2010) chỉ ra rằng quá trình tiền xử lý bằng ozone ở liều lƣợng 0,5g O3/ 1g COD đã làm tăng tỷ lệ phân hủy sinh học từ 0 đến 33% và không gây độc tính đến sinh trƣởng của bùn hoạt tính, hiệu quả khử nitrogen đạt 45%.

- Ngoài ra, quy luật phản ứng của các nghiệm thức thí nghiệm cũng cho thấy khi tăng giảm liều lƣợng ozone đều ảnh hƣởng mạnh mẽ đến các giá trị COD, BOD5, tỷ lệ BOD5/COD. Tác giả Alvares et al. (2001) kết luận rằng những điều kiện ozone hoá đã làm tăng tỷ lệ BOD5/COD và tỷ lệ BOD5/TOC từ đó cho thấy đƣợc sự tăng lên của khả năng phân huỷ sinh học.

Nhận định sơ bộ ở khoảng thời gian phản ứng từ 45 đến 90 phút, sự thay đổi của các thông số COD, BOD5 và tỷ lệ BOD5/COD cho thấy đây là khoảng thời gian hiệu quả của quá trình oxy hóa bằng ozone và điện cực đối với nƣớc thải sơ chế gà rán Jollibee. Và liều lƣợng ozone phù hợp cho quá trình oxy hóa

nƣớc thải là ở liều lƣợng 0,3g/h. Ở Hình 4.4 cho thấy, các mức liều lƣợng (ngoại trừ 0,3g/h đều có xu hƣớng đạt giá trị bằng nhau (đồ thị cho thấy tập trung lại một điểm) sau 120 phút phản ứng.

Hình 4.5: Hiệu suất làm giảm COD, BOD5 và tỷ lệ BOD5/COD ở nghiệm thức liều lƣợng ozone khác nhau (Phụ lục 2 – Hình PL 2.16).

Xây dựng mô hình hồi quy tổng quát:

Để nhận diện các nhân tố ảnh hƣởng đến hiệu suất xử lý COD của thí

nghiệm, mô hình hồi quy tổng quát có dạng nhƣ sau:

Y = f(X1, X2)

Trong đó:

- Y: Hiệu suất xử lý COD (%) là biến phụ thuộc - X1: Lƣợng ozone (g/h) là biến độc lập - X2: Thời gian (phút) là biến độc lập

Sự tƣơng quan giữa biến độc lập và biến phụ thuộc trong mô hình hồi

quy tổng quát đƣợc biểu diễn thành phƣơng trình hồi quy có dạng:

Y = α + α 1*X1 + α 2*X2 + 

Hiệu suất xử lý = α + α1*Lƣợng ozone + α2*Thời gian + 

Giá trị của các biến sau khi phân tích hồi quy đƣợc thể hiện tại Phụ lục

3 – Bảng PL 3.1.

Phƣơng trình hồi quy nhƣ sau:

H_COD = 5,579 – 0,251*Lƣợng ozone + 2,541*Thời gian + 1,03-15

Phƣơng trình hồi quy cho thấy yếu tố liều lƣợng ozone tỷ lệ nghịch và chỉ chiếm mức độ đóng góp 6,2% còn thời gian tỷ lệ thuận và chiếm mức độ đóng góp là 93,8% đến khả năng xử lý COD của kết quả thí nghiệm.

Với kết quả nghiên cứu ở thí nghiệm 2, tác giả chọn liều lƣợng ozone = 0,3g/h có sử dụng điện cực than và khoảng thời gian phản ứng từ 0 đến 90 phút để tiến hành thí nghiệm tiếp theo.

4.2.3. Thí nghiệm 3 – Khảo sát ảnh hƣởng thời gian phản ứng đến hiệu quả xử lý nƣớc thải

Kết quả nghiên cứu đƣợc thể hiện qua Hình 4.6 và Bảng 4.3.

Thí nghiệm đƣợc thiết lập ở pH = 7, liều lƣợng ozone là 0,3g/h kết hợp

điện cực than, thời gian phản ứng từ 0 đến 90 phút.

Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu quả làm giảm COD, BOD5 tăng theo thời gian phản ứng, hiệu quả xử lý COD sau 30 phút phản ứng là 15,43% và sau 60 phút phản ứng là 51,43%; Tỷ lệ BOD5/COD tăng từ 0,32 trƣớc phản ứng lên 0,54 (tăng 1,68 lần . Đến 90 phút phản ứng, hiệu quả xử lý COD tăng thêm đƣợc 3% nhƣng tỷ lệ BOD5/COD vẫn ở 0,54. Nhƣ vậy các hợp chất khó phân hủy sinh học đã đƣợc chuyển thành những hợp chất đơn giản hơn, điều này có thể giải thích do lƣợng gốc oxy hóa sinh ra phản ứng theo xu hƣớng không chọn lọc nên khi lặp lại thí nghiệm không có các hiệu quả làm giảm COD gần bằng nhau; tuy nhiên khi nhìn nhận ở góc độ tổng quát kết quả nghiên cứu vẫn cho thấy quy luật oxy hóa chất hữu cơ không chọn lọc của phƣơng pháp ozone, tỷ lệ làm giảm COD đạt trên 15% sau thời gian phản ứng 30 phút. Theo Zhiran Xia and Liming Hu (2019), phƣơng pháp ozone cho thấy hiệu quả rõ rệt sau 30 phút phản ứng, hiệu quả loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ bền nhƣ Benzen và Chlorobenzene đạt trên 95%. Còn Desislava Bögner et al. (2018) khi nghiên cứu tiền xử lý bùn thải bằng ozone đã khẳng định các axit béo mạch dài gồm 16 đến 18 nguyên tử cacbon bị phân chia sau 40 phút xử lý bằng ozone.

Bảng 4.3: Hiệu quả xử lý COD và tỷ lệ BOD5/COD trong nƣớc thải của thí nghiệm 3.

Thời gian (Phút)

Thông số

1

15

30

45

60

75

90

0,00±0,00g 12,57±0,025f 15,43±0,036e 26,67±0,03d 51,43±0,045c 52,57±0,036b 54,57±0,042a

H_COD (%)

0,32±0,006f 0,37±0,007e

0,41±0,006d 0,45±0,003c

0,54±0,01a

0,51±0,003b

0,54±0,009a

BOD5/COD

Những giá trị trong cùng một hàng có ký tự a, b,c,.. giống nhau thì không khác biệt về mặt thống kê theo kiểm định Duncan, ***P<0,001

Hình 4.6: Hiệu quả khử COD và tỷ lệ BOD5/COD.

4.2.4. Thí nghiệm 4 – Kiểm chứng hiệu quả xử lý nƣớc thải của Điện cực, ozone và ozone có tác nhân điện cực

Các kết quả thí nghiệm đƣợc thể hiện trong Hình 4.7a, và Hình 4.7b, từng giá trị của các thông số đã chuyển tải thông tin về sự kiểm chứng của các thí nghiệm 1, 2, và 3.

Đối với thí nghiệm chỉ dùng tác nhân điện cực: Hiệu quả làm giảm CODtb thấp, sau 90 phút phản ứng biên độ dao động của hiệu quả làm giảm CODtb<4%; Tỷ lệ BOD5/COD dao động trong biên độ từ 0,36 đến 0,41, hầu nhƣ không thay đổi. Có thể giải thích, dƣới tác dụng của năng lƣợng điện hóa,

các hợp chất không phân hủy sinh học không bị kích thích phân chia. Trong nghiên cứu xử lý nƣớc thải bột giấy, tác giả Naoyuki Kishimoto et al. (2010) đã nhận định phƣơng pháp điện phân gần nhƣ không có hiệu quả.

Hình 4.7a: Hiệu quả khử CODtb

Hình 4.7b: Tỷ lệ BOD5/CODtb sau phản ứng.

Đối với thí nghiệm chỉ dùng tác nhân oxy hóa là ozone: Hiệu quả klàm giảm COD tăng nhẹ theo thời gian phản ứng, tuy nhiên đến 60 phút phản ứng hiệu quả làm giảm COD vẫn ở khoảng 8%; Tỷ lệ BOD5/COD dao động trong biên độ từ 0,41 đến 0,47, không có sự đột phá. Đối với loại nƣớc thải sơ chế gà rán Jollibee, liều lƣợng ozone thí nghiệm 0,3g/h không khử đƣợc các cơ chất phức tạp, liều lƣợng này chỉ có thể oxy hóa một số hợp chất dễ phân hủy sinh học trong nƣớc thải thành các chất đơn giản nhƣ CO2 và H2O.

Đối với thí nghiệm sử dụng ozone kết hợp điện cực than: hiệu quả làm giảm COD, tăng theo thời gian phản ứng, sau 30 phút phản ứng là 15,49% và sau 60 phút phản ứng là 33,53%; Tỷ lệ BOD5/COD tăng từ 0,33 lên 0,53 (tăng 1,61 lần . Nhƣ vậy các hợp chất khó phân hủy sinh học đã đƣợc chuyển thành những hợp chất đơn giản hơn. Phù hợp với nghiên cứu sử dụng quá trình điện hóa ozone để xử lý nƣớc thải sinh hoạt, tác giả Gelavizh Barzegar et al. (2019) đã chỉ ra 85% COD và 70% TOC đƣợc loại bỏ trong thời gian điện phân 60 phút, ở mức pH = 7.0, liều lƣợng ozone là 47,4mg/L và điện cực Fe với cƣờng độ dòng điện 15 mA/cm².

Nhƣ vậy, ở thời điểm 60 phút và 120 phút xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán, khi sử dụng ozone có tác nhân điện cực than thì hiệu quả khử CODtb đạt 34% và 42%; Trong khi đó, nếu sử dụng riêng ozone thì đạt khoảng 8% và 12% và nếu chỉ sử dụng điện cực than thì đạt khoảng 3%.

Bảng 4.4: Tóm tắt hiệu quả khử COD và tỷ lệ BOD5/COD trong nƣớc thải của thí nghiệm 4 (số liệu chi tiết thể hiện trong Phụ lục 1 – Bảng PL 1.3)

T hô ng số

T hờ i g ia n (P h út)

1 1 5

3 0

4 5

6 0

7 5

9 0

1 0 5

1 2 0

Ng h iệ m t hức Đ iệ n cự c t ha n h iệ u điệ n t hế 1 2 V

0 ,0 0 1 ,3 7

1 ,7 6

3 ,1 3

2 ,9 4

2 ,7 4

3 ,2 5

H _ CO D (%)

0 ,3 6 0 ,3 6

0 ,3 8

0 ,3 6

0 ,3 8

0 ,4 1

0 ,3 8

B O D 5 /CO D t b

Ng h iệ m t hức o zo ne = 0 , 3 g /h

0 ,0 0 5 ,1 6

7 ,1 0

8 ,6 0

8 ,1 7

1 0 ,9 7

9 ,6 8

1 0 ,7 5 1 1 ,8 3

H _ CO D (%)

0 ,4 4 0 ,4 1

0 ,4 7

0 ,4 5

0 ,4 2

0 ,4 1

B O D 5 /CO D t b

Ng h iệ m t hức o zo ne = 0 , 3 g /h ( tá c nh n đi ện cự c hi ệu đ iệ n t hế 1 2 V)

0 ,0 0 9 ,8 0 1 5 ,4 9 2 6 ,6 7 3 3 ,5 3 3 4 ,7 1 3 5 ,6 9 3 9 ,0 2 4 1 ,9 6

H _ CO D (%)

0 ,3 3 0 ,3 6

0 ,3 6

0 ,4 3

0 ,4 2

0 ,4 7

0 ,5 0

0 ,5 3

B O D 5 /CO D t b

4.2.5. Ph n tích tƣơng quan và Dự báo theo chuỗi thời gian (Mô hình xu thế tuyến tính)

 Phân tích tƣơng quan

Kết quả phân tích tƣơng quan đƣợc thể hiện trong Hình 4.8. Các nghiệm thức thí nghiệm ozone, Điện cực và ozone kết hợp tác nhân điện cực than có hệ số R2 lần lƣợt là 0,802; 0,793 và 0,919. Nhƣ vậy cho thấy nghiệm thức ozone kết hợp tác nhân điện cực than có mức tƣơng quan rất chặt chẽ và độ tin cậy cao hơn hai nghiệm thức còn lại.

y(Điện cực) = 0,787 + 0,024x R2 = 0,802

y(ozone) = 3,239 + 0,080x R2 = 0,793

y(ozone + điện cực) = 6,661 + 0,369x R2 = 0,919

Hình 4.8: Tƣơng quan giữa hiệu suất xử lý của 3 nghiệm thức theo thời gian.

 Dự báo theo chuỗi thời gian (Mô hình xu thế tuyến tính)

Kết quả dự báo cho thấy (thể hiện trong Bảng 4.5): - Ở thí nghiệm chỉ sử dụng điện cực, sau 195 phút thí nghiệm, hiệu suất khử COD đạt 5,51% và tỷ lệ BOD5/CODtb đạt 0,42 (nếu đạt đến giá trị cao nhất của dự báo sẽ là 7,44% và 0,46).

- Ở thí nghiệm chỉ sử dụng ozone, sau 195 phút thí nghiệm, hiệu suất khử COD đạt 18,77% và tỷ lệ BOD5/CODtb đạt 0,4 (nếu đạt đến giá trị cao nhất của dự báo sẽ là 25,29% và 0,48).

- Ở thí nghiệm kết hợp sử dụng ozone và điện cực, sau 195 phút thí nghiệm, hiệu suất khử COD đạt 78,59% và tỷ lệ BOD5/COD đạt 0,66 (nếu đạt đến giá trị cao nhất của dự báo sẽ là 96,14% và 0,72).

Bảng 4.5: Kết quả dự báo của mô hình xu thế tuyến tính đối với 3 nghiệm thức thí nghiệm.

O z o n e + Đ i ệ n c ự c

Đ i ệ n c ự c

O z o n e

T h ờ i

G i á t r ị t h ự c

G i á t r ị d ự b á o

G i á t r ị t h ự c

G i á t r ị d ự b á o

G i á t r ị t h ự c

G i á t r ị d ự b á o

g i a n

( p h ú t )

( 1 )

( 2 )

( 1 A )

( 1 M i n ) ( 1 M a x )

( 2 A )

( 2 M i n ) ( 2 M a x )

( 3 )

( 4 )

( 3 A )

( 3 M i n ) ( 3 M a x )

( 4 A )

( 4 M i n ) ( 4 M a x )

( 5 )

( 6 )

( 5 A )

( 5 M i n ) ( 5 M a x )

( 6 A )

( 6 M i n ) ( 6 M a x )

0 , 0 0

0 , 3 3

6 , 7 7

- 6 , 3 6

1 9 , 9 0

0 , 3 3

0 , 2 9

0 , 3 7

0 , 0 0

0 , 3 6

0 , 7 9

- 0 , 6 5

2 , 2 4

0 , 3 6

0 , 3 3

0 , 3 9

0 , 0 0

0 , 4 4

3 , 2 5

- 1 , 6 3

8 , 1 3

0 , 4 5

0 , 3 9

0 , 5 1

1 5

0 , 3 6

0 , 3 2

0 , 4 0

1 , 3 7

0 , 3 6

1 , 1 6

- 0 , 2 3

2 , 5 4

0 , 3 7

0 , 3 4

0 , 4 0

5 , 1 6

0 , 4 1

4 , 4 5

- 0 , 2 2

9 , 1 2

0 , 4 5

0 , 3 9

0 , 5 0

1 1 , 0 4

1 2 , 2 9

- 0 , 2 7

2 4 , 8 5

3 0

1 8 , 2 5

0 , 3 6

1 7 , 8 2

5 , 6 8

2 9 , 9 6

0 , 3 8

0 , 3 4

0 , 4 2

1 , 7 6

0 , 3 8

1 , 5 2

0 , 1 8

2 , 8 6

0 , 3 7

0 , 3 4

0 , 4 0

7 , 1 0

0 , 4 7

5 , 6 4

1 , 1 3

1 0 , 1 5

0 , 4 4

0 , 3 9

0 , 5 0

4 5

2 9 , 6 7

0 , 4 3

2 3 , 3 4

1 1 , 4 7

3 5 , 2 2

0 , 4 1

0 , 3 7

0 , 4 5

1 , 7 6

0 , 3 7

1 , 8 8

0 , 5 7

3 , 1 9

0 , 3 8

0 , 3 5

0 , 4 0

8 , 6 0

0 , 4 5

6 , 8 4

2 , 4 2

1 1 , 2 5

0 , 4 4

0 , 3 8

0 , 4 9

6 0

3 4 , 1 7

0 , 4 2

2 8 , 8 7

1 7 , 0 8

4 0 , 6 6

0 , 4 3

0 , 4 0

0 , 4 7

3 , 1 3

0 , 3 9

2 , 2 4

0 , 9 5

3 , 5 4

0 , 3 8

0 , 3 5

0 , 4 1

8 , 1 7

0 , 4 5

8 , 0 3

3 , 6 5

1 2 , 4 1

0 , 4 3

0 , 3 8

0 , 4 9

7 5

3 7 , 4 2

0 , 4 7

3 4 , 3 9

2 2 , 5 2

4 6 , 2 7

0 , 4 6

0 , 4 2

0 , 5 0

2 , 9 4

0 , 3 8

2 , 6 1

1 , 3 0

3 , 9 2

0 , 3 8

0 , 3 6

0 , 4 1

1 0 , 9 7

0 , 4 5

9 , 2 2

4 , 8 1

1 3 , 6 4

0 , 4 3

0 , 3 8

0 , 4 9

9 0

4 0 , 2 2

0 , 5 0

3 9 , 9 2

2 7 , 7 8

5 2 , 0 6

0 , 4 9

0 , 4 5

0 , 5 2

2 , 7 4

0 , 3 9

2 , 9 7

1 , 6 3

4 , 3 1

0 , 3 9

0 , 3 6

0 , 4 2

9 , 6 8

0 , 4 2

1 0 , 4 2

5 , 9 0

1 4 , 9 3

0 , 4 3

0 , 3 7

0 , 4 8

1 0 5

4 3 , 2 7

0 , 5 0

4 5 , 4 4

3 2 , 8 8

5 8 , 0 0

0 , 5 1

0 , 4 7

0 , 5 5

3 , 2 5

0 , 4 1

3 , 3 3

1 , 9 5

4 , 7 2

0 , 3 9

0 , 3 6

0 , 4 2

1 0 , 7 5

0 , 4 1

1 1 , 6 1

6 , 9 4

1 6 , 2 8

0 , 4 2

0 , 3 7

0 , 4 8

1 2 0

4 5 , 7 8

0 , 5 3

5 0 , 9 7

3 7 , 8 4

6 4 , 1 0

0 , 5 4

0 , 4 9

0 , 5 8

3 , 2 5

0 , 3 8

3 , 7 0

2 , 2 5

5 , 1 4

0 , 4 0

0 , 3 7

0 , 4 3

1 1 , 8 3

0 , 4 1

1 2 , 8 0

7 , 9 2

1 7 , 6 8

0 , 4 2

0 , 3 6

0 , 4 8

1 3 5

5 6 , 4 9

4 2 , 6 7

7 0 , 3 2

0 , 5 6

0 , 5 2

0 , 6 1

4 , 0 6

2 , 5 4

5 , 5 8

0 , 4 0

0 , 3 7

0 , 4 3

1 4 , 0 0

8 , 8 6

1 9 , 1 4

0 , 4 2

0 , 3 5

0 , 4 8

1 5 0

6 2 , 0 2

4 7 , 3 9

7 6 , 6 5

0 , 5 9

0 , 5 4

0 , 6 4

4 , 4 2

2 , 8 1

6 , 0 3

0 , 4 1

0 , 3 7

0 , 4 4

1 5 , 1 9

9 , 7 5

2 0 , 6 3

0 , 4 1

0 , 3 5

0 , 4 8

1 6 5

6 7 , 5 4

5 2 , 0 2

8 3 , 0 7

0 , 6 1

0 , 5 6

0 , 6 6

4 , 7 8

3 , 0 7

6 , 5 0

0 , 4 1

0 , 3 7

0 , 4 5

1 6 , 3 8

1 0 , 6 1

2 2 , 1 6

0 , 4 1

0 , 3 4

0 , 4 8

1 8 0

7 3 , 0 7

5 6 , 5 6

8 9 , 5 7

0 , 6 4

0 , 5 9

0 , 6 9

5 , 1 5

3 , 3 3

6 , 9 7

0 , 4 2

0 , 3 8

0 , 4 5

1 7 , 5 8

1 1 , 4 4

2 3 , 7 1

0 , 4 1

0 , 3 3

0 , 4 8

1 9 5

7 8 , 5 9

6 1 , 0 5

9 6 , 1 4

0 , 6 6

0 , 6 1

0 , 7 2

5 , 5 1

3 , 5 8

7 , 4 4

0 , 4 2

0 , 3 8

0 , 4 6

1 8 , 7 7

1 2 , 2 5

2 5 , 2 9

0 , 4 0

0 , 3 2

0 , 4 8

Chú thích:

Ozone có tác nhân đi ện cực (1), (1A), (1Mi n), (1Max): Hi ệu quả giảm COD; Dự báo hi ệu quả giảm COD; Cận dưới giá trị dự báo; Cận trên giá trị dự báo. Ozone có tác nhân đi ện cực (2), (2A), (2Min), (2Max): T ỷ lệ BOD 5/COD; Dự báo tỷ lệ BOD 5/COD; Cận dưới giá trị dự báo; C ận trên giá trị dự báo. Ozone (3), (3A), (3Mi n), (3Max): Hiệu quả giảm COD; Dự báo hiệu quả giảm COD; Cận dưới giá trị dự báo; Cận trên giá trị dự báo. Ozone (4), (4A), (4Mi n), (4Max): T ỷ lệ BOD 5/COD; Dự báo tỷ lệ BOD 5/COD; Cận dưới giá trị dự báo; Cận trên giá trị dự báo. Điện cực (5), (5A), (5Min), (5Max): Hiệu qu ả giảm COD; Dự báo hiệu quả giảm COD; C ận dưới giá trị dự báo; Cận trên giá tr ị dự báo. Điện cực (6), (6A), (6Min), (6Max): T ỷ lệ BOD 5/COD; Dự báo tỷ l ệ BOD 5/COD; Cận dưới giá trị dự báo; Cận trên giá trị dự báo.

Tóm lại:

Kết quả thí nghiệm cho thấy tiềm năng lớn của phƣơng pháp ozone kết hợp điện phân làm quá trình tiền xử lý nƣớc thải sơ chế gàn rán Jollibee. Sự thay đổi của các thông số COD, BOD5 và tỷ lệ BOD5/COD cho thấy từ 45 đến 90 phút là khoảng thời gian hiệu quả của quá trình oxy hóa ozone và điện cực đối với nƣớc thải này.

Quá trình làm giảm các hợp chất bền trong nƣớc thải bằng ozone cho hiệu quả tăng theo thời gian phản ứng. Thời gian phản ứng của hệ oxy hóa có sự thay đổi lớn từ 45 - 90 phút phản ứng. Đây là khoảng thời gian phù hợp cho quá trình tiền xử lý nƣớc thải.

Liều lƣợng ozone 0,3g/h cho thấy hiệu suất làm giảm COD đạt khoảng

42%.

Tỉ lệ BOD5/CODtb sau phản ứng tăng trên 1,6 lần so với ban đầu cho

thấy việc áp dụng các phƣơng pháp sinh học tiếp theo là khả thi.

Thông số tối ƣu đề nghị cho quá trình tiền xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán Jollibee bằng ozone có tác nhân điện cực than là pH = 7, liều lƣợng ozone = 0,3g/h và thời gian phản ứng 60 phút.

4.3. Nội dung nghiên cứu 3 – Nghiên cứu sử dụng cây sậy (Phragmites australis) để xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp

4.3.1. Thí nghiệm 5 – Nghiên cứu khả năng loại bỏ chất ô nhiễm của cây Sậy và xác định nồng độ ô nhiễm thích h p cho c y sinh trƣởng và phát triển (Quy mô phòng thí nghiệm)

Các thí nghiệm sau đây đƣợc thiết lập nhằm đánh giá khả năng xử lý nƣớc thải và khả năng sinh trƣởng, phát triển của cây Sậy trong các nồng độ pha loãng nƣớc thải khác nhau.

4.3.1.1. Biến thiên nồng độ các thông số chất lƣ ng nƣớc thải

Kết quả thí nghiệm khảo sát đƣợc thể hiện trong Phụ lục 1 – Bảng PL 1.4

và Hình 4.9:

Hình 4.9: Biểu diễn chất lƣợng nƣớc thải sau xử lý ở nghiệm thức lƣợng

nƣớc thải thí nghiệm khác nhau (Phụ lục 2 – Hình PL 2.17).

a) Hiệu quả làm giảm TN

Sau 48 ngày thí nghiệm, kết quả cho thấy hiệu quả làm giảm TN đối với nghiệm thức lƣợng nƣớc thải thí nghiệm 6L/3ngày (Q6), 9L/3ngày (Q9) và 12L/3ngày (Q12) dao động từ 80,25% - 88,95%; 74,97% - 87,08% và 70,63% - 84,33%.

Hiệu quả xử lý TN sau 3 ngày thí nghiệm đạt từ 59,09% – 70,22%, sau 48 ngày thí nghiệm dao động từ 70,63% – 88,95%; Phù hợp với nghiên cứu của Nguyễn Xuân Cƣờng và Nguyễn Thị Loan (2016), cho thấy khả năng xử lý của cây Sậy (đợt 1) sau khoảng 03 ngày thì có H_TN khoảng 48%; sau khi kết thúc thí nghiệm thì H_TN khoảng 70%. Các nghiệm thức thí nghiệm đều có một điểm chung là khả năng xử lý TN ở mức nồng độ 25% là cao nhất, hiệu suất giảm dần và thấp nhất là mức nồng độ là 100%. Mặt khác, khi so sánh hiệu suất xử lý giữa các nghiệm thức với nhau trong cùng một khoảng

thời gian thì kiểm định Duncan (p<0,05) cho thấy hiệu quả khử TN ở các nghiệm thức lƣợng nƣớc thải khác nhau (Q6, Q9 và Q12 cũng nhƣ các nồng độ pha loãng khác nhau (25%, 50%, 75% và 100%) có sự khác biệt mang ý nghĩa thống kê, tuy nhiên khoảng dao động không lớn, hiệu quả xử lý ở ngày thứ 48 cho thấy khoảng dao động này từ 8 – 14%.

b) Hiệu quả làm giảm TP

Sau 48 ngày thí nghiệm, kết quả cho thấy hiệu quả làm giảm TP đối với nghiệm thức lƣợng nƣớc thải thí nghiệm 6L/3ngày (Q6), 9L/3ngày (Q9) và 12L/3ngày (Q12 dao động từ 80,84% - 89,03%; 76,87% - 86,84% và 76,21% - 85,53%.

Sau 3 ngày thí nghiệm đạt từ 63,24% – 72,05%, sau 48 ngày thí nghiệm đạt từ 76,21% – 89,03%; ở nồng độ nƣớc thải pha loãng 25% cho hiệu quả cao nhất và hiệu quả giảm dần theo thứ tự các nồng độ 50%, 75% và 100%. Khi sử dụng kiểm định Duncan (p<0,05), kết quả cho thấy đa phần không có sự khác biệt mang ý nghĩa thống kê, có thể đánh giá sơ bộ việc pha loãng nồng độ nƣớc thải không ảnh hƣởng đến hiệu quả khử TP. Phù hợp với nghiên cứu của Nguyễn Ái Lê và Lê Thị Mộng Trinh (2018) nghiên cứu ứng dụng mô hình đất ngập nƣớc nhân tạo trồng cỏ Vetiver và cỏ Sậy để xử lý nƣớc rỉ rác, tác giả cho biết trong giai đoạn thích nghi, hàm lƣợng P tổng của nƣớc đầu vào có hiệu suất loại bỏ khá thấp 31,97% - 48,97%, tuy nhiên khả năng loại bỏ phosphate tổng của hệ thống đã cải thiện đáng kể từ 77,84% – 97,68%.

c) Hiệu quả làm giảm COD

Sau 48 ngày thí nghiệm, kết quả cho thấy hiệu quả làm giảm COD đối với nghiệm thức lƣợng nƣớc thải thí nghiệm 6L/3ngày (Q6), 9L/3ngày (Q9) và 12L/3ngày (Q12 dao động từ 69,88% - 85,45%; 65,28% - 83,64% và 61,14% - 81,36%. Nghiên cứu xử lý nƣớc thải sinh hoạt bằng đất ngập nƣớc của Diana Irvindiaty Hendrawan et al. (2013 cho thấy hiệu quả xử lý COD và dao động trong khoảng 58% – 91%. Còn theo nhóm tác giả Nguyễn Ái Lê và Lê Thị Mộng Trinh (2018) nghiên cứu ứng dụng mô hình đất ngập nƣớc nhân tạo trồng cỏ Vetiver và cỏ Sậy để xử lý nƣớc rỉ rác, sau 4 ngày thí nghiệm thì hiệu suất xử lý COD là 66,61%. Theo Bùi Thị Kim Anh và ctv. (2019a), khi nghiên cứu ứng dụng bãi lọc trồng sậy để xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn sau biogas, tác giả kết luận hiệu suất loại bỏ COD đạt 74,6% sau 168h thí nghiệm.

So sánh khả năng xử lý COD giữa các nghiệm thức ta thấy hệ thống có khả năng xử lý ở các nghiệm thức đều trên 60%; Căn cứ trên kết quả thí nghiệm, tạm chia thành 2 nhóm, nhóm I (ở mức nồng độ 25% và 50%) hiệu quả loại bỏ COD có xu hƣớng tăng mạnh theo thời gian thí nghiệm, dao động

trong khoảng 75% – 85%, có thể nhận xét ở nồng độ pha loãng từ 50% trở xuống Sậy có khả năng xử lý đến 90% các hợp chất hữu cơ ô nhiễm trong nƣớc thải. Còn nhóm II (ở mức nồng độ 75% và 100% khi tăng thời gian thí nghiệm khả năng xử lý CODtb dao động trong khoảng 61% – 76%.

d) Hiệu quả làm giảm BOD5

Đối với nghiệm thức lƣợng nƣớc thải thí nghiệm 6L/3ngày (Q6), số liệu biểu diễn trong Bảng 4.6 và Hình 4.9, kết quả sau 48 ngày thí nghiệm cho thấy hiệu quả khử các chất ô nhiễm: BOD5 dao động từ 80,30% - 89,17%; Đối với nghiệm thức lƣợng nƣớc thải thí nghiệm 9L/3ngày (Q9), kết quả sau 48 ngày thí nghiệm cho thấy hiệu quả khử các chất ô nhiễm: BOD5 dao động từ 80,02% - 88,75%; Đối với nghiệm thức lƣợng nƣớc thải thí nghiệm 12L/3ngày (Q12), kết quả sau 48 ngày thí nghiệm cho thấy hiệu quả khử các chất ô nhiễm: BOD5 dao động từ 74,86% - 87,50%; Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Hoàng Phƣơng và ctv. (2015) khi sử dụng Sậy trồng trong mô hình bãi lọc ngầm để xử lý nƣớc thải sinh hoạt đã cho kết suất xử lý BOD5 là 79,2%.

Tƣơng tự nhƣ hiệu quả loại bỏ COD, ta nhận thấy giữa các nghiệm thức có khả năng xử lý ở các nghiệm thức đều trên 60%; Căn cứ trên kết quả thí nghiệm, tạm chia thành 2 nhóm, nhóm I (ở mức nồng độ 25% và 50%) hiệu BOD5 có xu hƣớng tăng mạnh theo thời gian thí nghiệm, dao động trong khoảng 79% – 89%, có thể nhận xét ở nồng độ pha loãng từ 50% trở xuống Sậy có khả năng xử lý đến 90% các hợp chất hữu cơ ô nhiễm trong nƣớc thải. Còn nhóm II (ở mức nồng độ 75% và 100% khi tăng thời gian thí nghiệm khả năng xử lý BOD5 dao động trong khoảng 77% – 82%.

e) Giá trị DO sau xử lý

Diễn biến nồng độ DO đƣợc thể hiện trong Phụ lục 1 – Bảng PL 1.4 và

Hình 4.10:

Sau thời gian thí nghiệm, nồng độ DO đều tăng lên ở tất cả các nghiệm thức thí nghiệm. Sau 3 ngày thí nghiệm, nồng độ DO sau thí nghiệm cho giá trị từ 1,5 – 3,83 mgO2/L, tăng 1,15 – 1,41 lần so với giá trị đầu vào. Điều này do trong thời gian đầu, khi sậy chƣa phát triển, việc tăng DO trong hệ thống chủ yếu do tác dụng của quá trình lọc vật lý của cát và một phần nhỏ do quá trình vận chuyển oxy từ lá thông quá thân rỗng xuống rễ; Sau 48 ngày thí nghiệm, nồng độ DO sau thí nghiệm cho giá trị từ 3,86 – 5,18 mgO2/L, tăng 1,65 – 4,3 lần so với giá trị đầu vào.

Nguyễn Thành Lộc và ctv. (2015) khi nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý nƣớc thải sinh hoạt của một số loại thủy sinh thực vật, đã kết luận giá trị DO

của các nghiệm thức vào thời điểm kết thúc thí nghiệm đều tăng so với giá trị DO đầu vào nhƣng không có sự khác biệt có ý nghĩa (p>0,05 . Giá trị DO có xu hƣớng tăng dần theo thời gian đến ngày thứ 20, sau đó DO có chiều hƣớng giảm.

Hình 4.10: Biểu diễn thông số DO ở các nghiệm thức nƣớc thải khác nhau

Ghi chú: D03_100 có ý nghĩa là ngày thứ 3 và nồng độ nƣớc thải 100%.

Nhƣ vậy, nồng độ DO tăng trong nƣớc thải ngoài tác dụng lọc vật lý của cát chủ yếu là do quá trình vận chuyển oxy của sậy nhƣ giải thích ở trên, vì giai đoạn này sậy đã phát triển gấp 20 lần so với ban đầu (số liệu chi tiết ở Phụ lục 1 – Bảng PL 1.5). Phù hợp kết quả nghiên cứu xử lý nƣớc thải chăn nuôi bằng sậy của Trƣơng Thị Nga và ctv. (2007), nồng độ oxy hòa tan tăng dần có ý nghĩa thống kê ở nghiệm thức nƣớc thải (3,23 mg/L đến nghiệm thức nghiệm thức nƣớc có cát (4,86 mg/L) và nghiệm thức nƣớc thải có sậy và cát (6,13 mg/L). Nghiên cứu của Lê Diễm Kiều (2019), sau 93 giờ xử lý nồng độ DO trong nƣớc của các nghiệm thức có thực vật đã cao hơn 5,5mg/L.

Theo Hans Brix (1997) thực vật thủy sinh có cấu trúc dạng rỗng bên trong thân, rễ và có khả năng vận chuyển oxy từ không khí qua lá, thân xuống rễ, tiếp đó rễ sẽ phóng thích oxy ra môi trƣờng xung quanh rễ.

f) Giá trị pH sau xử lý

Diễn biến nồng độ DO đƣợc thể hiện trong Phụ lục 1 – Bảng PL 1.4 và

Hình 4.11:

Hình 4.11: Biểu diễn thông số pH ở các nghiệm thức nƣớc thải khác nhau

Ghi chú: D03_100 có ý nghĩa là ngày thứ 3 và nồng độ nƣớc thải 100%.

Ở tất cả các nghiệm thức thí nghiệm, giá trị pH sau quá trình phân hủy sinh học có khoảng dao động từ 6,89 – 7,23, kết quả này cho thấy pH có xu hƣớng tăng nhẹ từ từ 4,21% – 8,71% (giá trị pH ban đầu của nƣớc thải dao động từ 6,6 – 6,75). Kết quả này tƣơng tự nhƣ ghi nhận của Lê Diễm Kiều (2019) khi nghiên cứu khả năng giảm đạm lân của cỏ Mồm mỡ trong nƣớc thải ao nuôi thâm canh cá tra, pH nƣớc của các nghiệm thức dao động từ 6,5- 8,7 và tăng theo thời gian lƣu nƣớc (sau 93 giờ); Theo Bùi Trƣờng Thọ (2010) đƣợc trích dẫn bởi Lê Diễm Kiều (2019) khi sử dụng cỏ Mồm mỡ để xử lý nƣớc thải hầm tự hoại thì pH của các nghiệm thức có thực vật cũng tăng theo thời gian lƣu và đạt 7,28±0,02 (sau 30 ngày). Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý nƣớc thải sinh hoạt của một số loại thủy sinh thực vật, cho thấy giá trị pH của các NT có sự thay đổi theo thời gian nhƣng không khác biệt có ý nghı a (p>0,05). Nhìn chung, giá trị pH dao động ở mức trung tính và trong ngƣỡng cho phép theo QCVN 14:2008/BTNMT và thích hợp cho sự phát triển của thực vật thủy sinh. (Nguyễn Thành Lộc và ctv., 2015). Theo Bùi Thị Kim Anh và ctv. (2019a), khi nghiên cứu ứng dụng bãi lọc trồng sậy để xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn sau biogas, tác giả kết luận pH đầu ra ổn định trong khoảng 6,9 – 7,2.

g) Giá trị EC sau xử lý

EC sau thí nghiệm, có xu hƣớng tăng nhẹ, khoảng dao động từ 1,04 – 1,12 lần so với ban đầu. Điều này do quá trình vận chuyển oxy từ khí quyển xuống vùng rễ diễn ra trong ống chứa khí thúc đẩy quá trình phân hủy vật chất

hữu cơ, phóng thích nhiều muối hòa tan vào môi trƣờng nƣớc, Theo Brix, 1987; Brix, 2003 đƣợc trích dẫn bởi Trƣơng Thị Nga và ctv., 2007).

Hình 4.12: Biểu diễn thông số EC ở các nghiệm thức nƣớc thải khác nhau

Ghi chú: D03_100 có ý nghĩa là ngày thứ 3 và nồng độ nƣớc thải 100%.

4.3.1.2. Tƣơng tác đa nh n tố các thông số chất lƣ ng nƣớc thải

Kết quả phân tích phƣơng sai đa nhân tố thể hiện trong Bảng 4.6 cho thấy hầu hết các thông số chất lƣợng nƣớc thải chịu tác động của 3 nhân tố Lƣợng nƣớc thải, nồng độ và thời gian lƣu (ngoại trừ pH, sau khi kết thúc thí nghiệm có sự tăng nhẹ nhƣng không có sự khác biệt về ý nghĩa thống kê).

Đối với hiệu quả xử lý TN, tuy khả năng xử lý của chỉ tiêu này chịu ảnh hƣởng bởi cả 3 nhân tố trên, nhƣng lại lại không bị ảnh hƣởng bởi tƣơng tác giữa 2 nhân tố lƣợng nƣớc thải và thời gian, giá trị Sig. = 0,161>0,05.

Đối với hiệu quả xử lý TP, tuy khả năng xử lý TP cũng chịu ảnh hƣởng của 3 nhân tố, nhƣng lại không bị ảnh hƣởng bởi tƣơng tác giữa 3 nhóm nhân tố là lƣợng nƣớc thải*nồng độ (Sig. = 0,074 > 0,05 ; lƣợng nƣớc thải*thời gian (Sig. = 0,896 > 0,05 ; lƣợng nƣớc thải*nồng độ *thời gian (Sig. = 0,849 > 0,05). Chỉ tiêu này chỉ chịu ảnh hƣởng bởi duy nhất 1 nhóm tƣơng tác là nồng độ*thời gian.

Tóm lại:

Theo kết quả phân tích mô hình hồi quy (Phụ lục 3, Bảng PL 3.2 đến Bảng PL 3.5) cho thấy nhân tố thời gian là yếu chính quyết định khả năng xử lý TN, TP, CODtb, BOD5 của hệ, sau đó là nhân tố nồng độ pha loãng và cuối

cùng nhân tố lƣợng nƣớc thải hầu nhƣ không ảnh hƣởng đến khả năng xử lý nƣớc thải.

Chỉ tiêu CODtb bị ảnh hƣởng chính bởi nhân tố mức nồng độ của nƣớc thải và hệ số chuẩn hoá Beta mang giá trị âm, điều này cho thấy rằng mức nồng độ càng thấp thì hiệu quả khử COD càng cao ((Phụ lục 3, Bảng PL 3.4).

Đối với EC và DO sau xử lý, có biến độc lập (lƣợng nƣớc thải) mang giá trị Sig. > 0,05 do vậy không có ý nghĩa trong mô hình hồi quy. (Phụ lục 3, Bảng PL 3.6 và Bảng PL 3.7)

Đối với pH sau xử lý có tất cả các biến mang giá trị Sig. > 0,05 do vậy

không có ý nghĩa trong mô hình hồi quy. (Phụ lục 3, Bảng PL 3.8)

Bảng 4.6: Kết quả thống kê phƣơng sai 3 nhân tố (giá trị F và giá trị Sig.) giữa lƣợng nƣớc thải, nồng độ và thời gian

Tƣơng tác

Thông số

Nồng độ (Y)

Thời gian (Z)

Lƣ ng nƣớc thải (X)

X*Y

X*Z

Y*Z

XYZ

Giá trị F

H_TN

206,477***

636,096***

2496,245***

14,655***

1,675

44,729***

3,140**

H_TP

32,358***

163,141***

843,972***

1,985

0,271

9,083***

0,586

403,488***

2164,557***

2895,827***

15,537***

14,928***

86,599***

4,507***

H_CODtb

305,131***

393,236***

2334,643***

5,462***

31,140***

58,139***

3,963***

H_BOD5

1,543

0,334

1,919

0,782

0,577

2,239*

0,827

3,580*

2526,057***

6239,136***

1,854

1,534

142,990***

1,338

6,522**

4906,367***

794,494***

4,833***

4,248**

16,858***

4,415***

Giá trị Sig,

H_TN

0,000

0,001

0,161

H_TP

0,000

0,074

0,896

0,849

0,000

H_CODtb

0,000

H_BOD5

0,045

0,218

0,801

0,152

0,586

0,680

0,623

0,031

0,000

0,095

0,198

0,208

0,002

0,000

0,003

Nhân tố X (lượng nước thải); nhân tố Y (nồng độ) và nhân tố Z (thời gian).

*P<0,05; **P<0,01; ***P<0,001: khác biệt có ý nghĩa 5%, 1% và 0.1%; ns: không khác biệt có ý nghĩa thống kê.

Xây dựng mô hình hồi quy tổng quát

Để nhận diện các nhân tố ảnh hƣởng đến hiệu suất xử lý các chất ô

nhiễm của thí nghiệm, mô hình hồi quy tổng quát có dạng nhƣ sau:

Y’ = f(Z1, Z2, Z3)

Trong đó:

- Y’: Hiệu suất xử lý (%) là biến phụ thuộc - Z1: Lƣợng nƣớc thải (lít) là biến độc lập - Z2: Nồng độ nƣớc thải (% pha loãng) là biến độc lập - Z3: Thời gian (ngày) là biến độc lập

Sự tƣơng quan giữa biến độc lập và biến phụ thuộc trong mô hình hồi

quy tổng quát đƣợc biểu diễn thành phƣơng trình hồi quy có dạng:

Y’ = β + β1*Z1 + β2*Z2 + β3*Z3 + ’

Hiệu suất xử lý = β + β1*Lƣợng nƣớc thải + β2*Nồng độ + β3*Thời gian + ’

Giá trị của các biến sau khi phân tích hồi quy đƣợc thể hiện tại Phụ lục

3 – Bảng PL 3.2, Bảng PL 3.3, Bảng PL 3.4 và Bảng PL 3.5.

Các phƣơng trình hồi quy nhƣ sau:

Hiệu suất xử lý TN

= 54,7 – 2,308*Lƣợng nƣớc thải + 3,563*Nồng độ + 7,904* Thời gian - 9,1-15

Hiệu suất xử lý TP

= 56,367 – 1,410*Lƣợng nƣớc thải + 3,078*Nồng độ + 7,706* Thời gian -2,01-14

Hiệu suất xử lý COD = 37,740 – 3,449*Lƣợng nƣớc thải + 7,017*Nồng

độ + 9,186* Thời gian + 6,72-15

Hiệu suất xử lý BOD5 = 58,696 – 3,124*Lƣợng nƣớc thải + 3,085*Nồng

độ + 7,925* Thời gian + 6,08-15

4.3.1.3. Sinh trƣởng, phát triển của Sậy

 Trọng lƣ ng tƣơi

Kết quả thí nghiệm đƣợc thể hiện ở Phụ lục 1 – Bảng PL 1.5, Hình 4.13a,

Hình 4.13b và Hình 4.13c, cho thấy:

Ở các nghiệm thức lƣợng nƣớc thải thí nghiệm 6L/3ngày (Q6), 9L/3ngày (Q9 và 12L/3ngày (Q12 , tƣơng ứng trọng lƣợng tƣơi sau 48 ngày tăng khoảng 17,3 – 22,4 lần, 20,5 – 24,0 lần và 24,5 – 26,9 lần. Riêng ở nồng độ nƣớc thải 0% (nghiệm thức đối chứng, tƣới bằng nƣớc sạch), trọng lƣợng tƣơi tăng 16,1 lần, 16,3 lần và 17,0 lần với ngày đầu.

Hình 4.13b: Trọng lƣợng tƣơi của sậy ở nghiệm thức lƣợng nƣớc thải 9L/3 ngày Hình 4.13a: Trọng lƣợng tƣơi của sậy ở nghiệm thức lƣợng nƣớc thải 6L/3 ngày

Hình 4.13c: Trọng lƣợng tƣơi của sậy ở nghiệm thức lƣợng nƣớc thải 12L/3 ngày

Nhận định chung cho thấy: 1/ Sậy phát triển tốt trong môi trƣờng nƣớc thải ở tất cả các mức nồng độ, trọng lƣợng tƣơi tăng từ 17 đến 25 lần so với ban đầu; 2/ Thời gian 12 ngày đầu của thí nghiệm, trọng lƣợng tƣơi của sậy ở các nghiệm thức 6L và 9L không có sự khác biệt mang ý nghĩa thống kê; 3/ từ ngày 24 đến khi kết thúc thí nghiệm, trọng lƣợng tƣơi của sậy ở hầu hết các nghiệm thức đều cho kết quả khác biệt mang ý nghĩa thống kê.

 Trọng lƣ ng khô

Hình 4.14b: Trọng lƣợng khô của sậy ở nghiệm thức lƣợng nƣớc thải 9L/3 ngày Hình 4.14a: Trọng lƣợng khô của sậy ở nghiệm thức lƣợng nƣớc thải 6L/3 ngày

Hình 4.14c: Trọng lƣợng khô của sậy ở nghiệm thức lƣợng nƣớc thải 12L/3 ngày

Trọng lƣợng khô của sậy đƣợc thể hiện trong Phụ lục 1 – Bảng PL 1.5,

Hình 4.14a, Hình 4.14b và Hình 4.14c.

Ở các nghiệm thức lƣợng nƣớc thải thí nghiệm 6L/3ngày (Q6), 9L/3ngày (Q9 và 12L/3ngày (Q12 , tƣơng ứng trọng lƣợng khô sau 48 ngày tăng khoảng 16,2 – 18,5 lần, 19,1 – 20,5 lần và 19,3 – 22,6 lần lần. Riêng ở nồng độ nƣớc thải 0% (nghiệm thức đối chứng, tƣới bằng nƣớc sạch), trọng lƣợng khô tăng 12,4 lần, 13,9 lần và 17,6 lần với ngày đầu.

Nhận định chung cho thấy: 1/ Sậy phát triển tốt trong môi trƣờng nƣớc thải ở tất cả các mức nồng độ, trọng lƣợng khô tăng từ 16 đến 25 lần so với ban đầu; 2/ Ở nghiệm thức nồng độ 100%, trọng lƣợng khô của sậy ở các nghiệm thức 6L và 9L không có sự khác biệt mang ý nghĩa thống kê; 3/ Ở các nồng độ 25%, 50% và 75%, trọng lƣợng khô của sậy ở hầu hết các nghiệm thức đều cho kết quả khác biệt mang ý nghĩa thống kê; 4/ Trọng lƣợng khô trung bình của sậy ở nghiệm thức thí nghiệm dao động 508,36 – 719,23g/nghiệm thức tƣơng ứng 2.594 – 3.667g/m2; nghiệm thức đối chứng 398,96 – 529,31g/nghiệm thức tƣơng ứng 2.036 – 2.701g/m2.

 Chiều cao cây

Hình 4.15b: Chiều cao của sậy ở nghiệm thức lƣợng nƣớc thải 9L/3 ngày Hình 4.15a: Chiều cao của sậy ở nghiệm thức lƣợng nƣớc thải 6L/3 ngày

Hình 4.15c: Chiều cao của sậy ở nghiệm thức lƣợng nƣớc thải 12L/3 ngày

Chiều cao của sậy đƣợc thể hiện trong Phụ lục 1 – Bảng PL 1.5, Hình

4.15a, Hình 4.15b và Hình 4.15c.

Ở các nghiệm thức lƣợng nƣớc thải thí nghiệm 6L/3ngày (Q6), 9L/3ngày (Q9) và 12L/3ngày (Q12), tƣơng ứng chiều cao của sậy sau 48 ngày tăng khoảng 4,4 – 4,9 lần, 4,7 – 5,1 lần và 4,8 – 5,2 lần. Riêng ở nồng độ nƣớc thải 0% (nghiệm thức đối chứng, tƣới bằng nƣớc sạch), chiều cao của sậy tăng 3,9 lần, 3,9 lần và 4,2 lần với ngày đầu.

Chiều cao của sậy sau 48 ngày thí nghiệm: ở nghiệm thức nồng độ 100% chiều cao của sậy đạt mức từ 151,5 – 162,5cm/cây; ở nghiệm thức nồng độ pha loãng 75% chiều cao của sậy đạt mức từ 148,75 – 160,75cm/cây; ở nghiệm thức nồng độ 50% chiều cao của sậy đạt mức từ 147,25 – 156cm/cây; ở nghiệm thức nồng độ 25% chiều cao của sậy đạt mức từ 140,5 – 150,75cm/cây; nghiệm thức đối chứng cho kết quả chiều cao cây chỉ đạt 126,75cm ở thời điểm kết thúc thí nghiệm. Tất cả các nghiệm thức đều cho kết quả khác biệt có ý nghĩa thống kê.

 Tốc độ tăng trƣởng tƣơng đối của sậy (RGR)

Tốc độ tăng trƣởng tƣơng đối của sậy đƣợc thể hiện trong Phụ lục 1 –

Bảng PL 1.6, Hình 4.16a, Hình 4.16b và Hình 4.16c.

Ở 5 mức nồng độ thí nghiệm, tốc độ tăng trƣởng của sậy ở mức nồng độ 100% là cao nhất và giảm dần đến mức 0% là mức nồng độ có tốc độ tăng trƣởng thấp nhất. Điều này cho thấy rằng, tốc độ tăng trƣởng của sậy chịu ảnh hƣởng bởi nồng độ nƣớc thải.

Ở 12 ngày đầu thí nghiêm tốc độ tăng trƣởng tƣơng đối của sậy là 0,147 – 0,194 g/g/ngày, đến ngày thứ 48 tốc độ này dao động ở mức 0,056 – 0,07 g/g/ngày. So sánh với kết quả nghiên cứu của Truong Hoang Dan and Hans Brix (2017), thì tốc độ tăng trƣởng tƣơng đối của cây Điên điển (Sesbania sesban) ở hầu hết các loại đất khu vực đồng bằng sông Cửu Long (trừ đất nhiễm mặn) là 0,08g/g/ ngày; Trong một nghiên cứu khác của Trƣơng Hoàng Đan và ctv. (2008), khi thí nghiệm trồng cây Điên điển (Sesbania sesban) ở các điều kiện ngập nƣớc khác nhau, tốc độ tăng trƣởng tƣơng đối của cây cũng ở mức 0,06 g/g/ ngày.

Hình 4.16a: Tốc độ tăng trƣởng của sậy ở Lƣợng nƣớc thải 6L/3ngày Hình 4.16b: Tốc độ tăng trƣởng của sậy ở Lƣợng nƣớc thải 9L/3ngày

Hình 4.16c: Tốc độ tặng trƣởng của sậy ở Lƣợng nƣớc thải 12L/3ngày.

4.3.1.4. Tƣơng tác đa nh n tố các thông số sinh trƣởng của sậy

Kết quả tóm tắt mô hình hồi quy cho thấy, biến thời gian là nhân tố chiếm mức độ đóng góp chính (từ 80% trở lên), biến lƣợng nƣớc thải chiếm độ đóng góp dƣới 10% và biến nồng độ chỉ chiếm mức đóng góp từ 10 – 20% đến sinh trƣởng của sậy.

Các phƣơng trình hồi quy (Chi tiết trong Phụ lục 3 – Bảng PL 3.9, Bảng

PL 3.10 và Bảng PL 3.11):

Trọng lƣợng tƣơi = 50,460*Lƣợng nƣớc thải –

-208,726 + 57,217*Nồng độ +325,685*Ngày + 

Trọng lƣợng khô = 25,137*Lƣợng nƣớc thải –

-117,735 + 16,104*Nồng độ + 325,685*Ngày + 

Chiều cao =

7,475 + 3,350*Lƣợng nƣớc thải – 4,235*Nồng độ + 29,993*Ngày + 

Bảng 4.7: Kết quả thống kê phƣơng sai 3 nhân tố (giá trị F và giá trị Sig.) giữa lƣợng nƣớc thải, nồng độ và thời gian

Tƣơng tác

Nồng độ

Thời gian

Lƣ ng nƣớc thải

(Y)

(Z)

(X)

X*Y

X*Z

Y*Z

XYZ

Giá trị F

422,287*** 384,449*** 22276,755*** 3,205** 97,330*** 39,183*** 7,184***

TL tƣơi

143,687***

35,284***

6002,839***

2,813*

29,369***

7,137***

2,148**

TL khô

Cao

98,885***

87,077***

11533,875***

2,254*

10,217***

6,081***

2,289**

Giá trị Sig,

0,000

0,005

TL tƣơi

0,000

0,012

0,003

TL khô

Cao

0,000

0,040

0,001

Nhân tố X (lượng nước thải); nhân tố Y (nồng độ) và nhân tố Z (thời gian).

*P<0,05; **P<0,01; ***P<0,001: khác biệt có ý nghĩa 5%, 1% và 0.1%; ns: không khác biệt có ý nghĩa thống kê

4.3.1.5. Đặc điểm khoang chuyển khí (Nhu mô xốp) của Sậy

Bảng 4.8: Kết quả thống kê phƣơng sai 3 nhân tố (giá trị F và giá trị Sig.) giữa lƣợng nƣớc thải, nồng độ nƣớc thải và thời gian

Tƣơng tác

Thông số

Thời gian (Z)

Lƣ ng nƣớc thải (X)

Nồng độ nƣớc thải (Y)

X*Y

X*Z

Y*Z

XYZ

Giá trị F

Tỷ lệ

18,566*** 167,646***

891,247***

2,911*

1,256

17,182***

1,383

Giá trị Sig.

Tỷ lệ

0,000

0,004

0,268

0,092

Nhân tố X (lượng nước thải); nhân tố Y (nồng độ nước thải) và nhân tố Z (thời gian).

*P<0,05; **P<0,01; ***P<0,001: khác biệt có ý nghĩa 5%, 1% và 0.1%; ns: không khác biệt có ý nghĩa thống kê.

Kết quả thí nghiệm đƣợc thể trong Phụ lục 1 – Bảng PL 1.7, Bảng 4.8 và

Hình 4.17, kết quả sau 48 ngày thí nghiệm cho thấy:

- Tỷ lệ diện tích khoang chuyển khí/ diện tích lát cắt ngang thân sậy có xu hƣớng tăng dần theo thời gian và nồng độ nƣớc thải; Đối với nghiệm thức lƣợng nƣớc thải thí nghiệm 6L/3ngày (Q6) thì tỷ lệ này tăng khoảng 2,54 – 3,26 lần; Đối với nghiệm thức lƣợng nƣớc thải thí nghiệm 9L/3ngày (Q9) thì tỷ lệ này tăng khoảng 2,84 – 2,88 lần; Và đối với nghiệm thức lƣợng nƣớc thải thí nghiệm 12L/3ngày (Q12) thì tỷ lệ này tăng khoảng và 2,31 – 2,73 lần.

Hình 4.17: Biểu diễn Tỷ lệ diện tích khoang chuyển khí/diện tích lát cắt ngang thân sậy ở các nghiệm thức lƣợng nƣớc thải khác nhau (Phụ lục 2 – Hình PL 2.18).

Phƣơng trình hồi quy (Chi tiết trong Phụ lục 3 – Bảng PL 3.12):

Tỷ lệ = 10,212 + 0,618*Lƣợng nƣớc thải – 1,559*Nồng độ + 3,786*Ngày + 

Kết quả nghiên cứu cho thấy diện tích khoang chuyển khí tăng lên theo thời gian thí nghiệm. Ở các nghiệm thức nƣớc thải nghiên cứu, sau khi dừng thí nghiệm tỷ lệ diện tích khoang khí/diện tích lát cắt ngang của thân cây sậy tăng từ 14,42 – 20,9%, tăng từ 2,31 – 3,26 lần so với ban đầu. Đặc biệt ở Q6 và mức nồng độ nƣớc thải 100% cho tỷ lệ tăng cao nhất, đã tăng lên 20,9%, tăng 3,26 lần. Trong khi đó nghiệm thức đối chứng chỉ cho kết quả tỷ lệ diện

tích khoang khí/diện tích lát cắt thân sậy tăng từ 5,06 – 9,07%, tăng 1,5 – 2 lần so với ban đầu. Kết quả thí nghiệm đƣợc kiểm định qua phép thử Duncan cho thấy sau 36 ngày thí nghiệm, tỷ lệ diện tích khoang khí/diện tích lát cắt ngang thân sậy bắt đầu có sự khác biệt ở mức 5% mang ý nghĩa thống kê.

 Ph n tích tƣơng quan giữa lệ diện tích khoang chuyển khí/ diện tích

lắt cắt ngang thân sậy và hiệu quả xử lý TN và TP trong nƣớc thải

Mối tƣơng quan giữa tỷ lệ diện tích khoang chuyển khí/ diện tích lắt cắt ngang thân sậy và hiệu suất loại bỏ các chất ô nhiễm đƣợc thể hiện trong Phụ lục 2 – Hình PL 2.11, Hình PL 2.12, Hình PL 2.13, Hình PL 2.14, Hình PL 2.15 và Hình PL 2.16.

Tất cả các phƣơng trình tƣơng quan đều cho thấy R2 có giá trị dao động từ 0,779 đến 0,971. Điều này khẳng định mối tƣơng quan giữa tỷ lệ diện tích khoang chuyển khí/ diện tích lắt cắt ngang thân sậy và hiệu quả loại bỏ TN và TP rất chặt chẽ. Trong nghiên cứu sự phát triển của khoang chứa khí (nhu mô xốp) của 2 loài cây thủy sinh của lúa và sậy do tác giả Nguyễn Xuân Lộc (2008) thực hiện và đƣợc trích dẫn bởi Trƣơng Thị Nga (2016 đã cho biết -, khoang chứa khí và các hàm lƣợng dinh dƣỡng có mối quan hệ, cụ thế là NO3 +. Hàm lƣơng N-NO3 ở đầu ra ở các hệ thống trồng cây Ricinus và NH4 communis, Phragmites spp. và Pennisetum purpureum lần lƣợt là 6,62 mg/L, + là 0,26 mg/L, 0,17 mg/L và 0,14 3,19 mg/L và 1,83 mg/L; hàm lƣợng N-NH4 mg/L theo thứ tự. Ngoài quá trình nitrate hóa diễn ra ở bề mặt rễ và quá trình sử dụng phân hủy chất hữu cơ bởi vi sinh vật, quá trình hấp thu nitrate của thực vật và vi sinh vật diễn ra mạnh mẽ làm giảm TKN ở đầu ra và N-NO3 rất thấp ở các loài cây là 14,08%, 6,78% và 3,89% (so với TKN) lần lƣợt ở các hệ trồng cây Ricinus communis, Phragmites spp. và Pennisetum thống purpureum ở nguồn nƣớc cấp cho hệ thống.

Các phƣơng tr nh tƣơng quan:

a) Q6L – NMX và hiệu quả loại bỏ TN

R2= 0,904 y25% = 59,698 + 1,283x

R2= 0,854 y50% = 61,566 + 1,058x

R2= 0,935 y75% = 58,633 + 0,885x

R2= 0,961 y100% = 58,432 + 0,718x

b) Q6L – NMX và hiệu quả loại bỏ TP

R2= 0,873 y25% = 62,905 +1,159x

R2= 0,837 y50% = 64,811 +0,954x

R2= 0,917 y75% = 57,734 + 0,972x

R2= 0,815 y100% = 63,032 + 0,585x

c) Q9L – NMX và hiệu quả loại bỏ TN

R2= 0,816 y25% = 60,884 + 1,076x

R2= 0,937 y50% = 57,414 + 1,018x

R2= 0,971 y75% = 57,770 + 0,780x

R2= 0,950 y100% = 55,206 + 0,669x

d) Q9L – NMX và hiệu quả loại bỏ TP

R2= 0,830 y25% = 63,184 + 0,958x

R2= 0,912 y50% = 59,499 + 1,018x

R2= 0,937 y75% = 57,151 + 0,860x

R2= 0,917 y100% = 57,538 + 0,651x

e) Q12L – NMX và hiệu quả loại bỏ TN

R2= 0,832 y25% = 57,740 + 1,067x

R2= 0,927 y50% = 56,169 + 0,995x

R2= 0,874 y75% = 54,128 + 0,958x

R2= 0,890 y100% = 52,453 + 0,587x

f) Q12L – NMX và hiệu quả loại bỏ TP

R2= 0,870 y25% = 62,414 + 0,926x

R2= 0,862 y50% = 59,595 + 0,971x

R2= 0,912 y75% = 52,388 + 1,159x

R2= 0,779 y100% = 55,986 + 0,680x

Tóm lại:

Sậy có khả năng sinh trƣởng, phát triển và làm giảm các chất ô nhiễm

trong nƣớc thải sơ chế gà rán đã qua tiền xử lý bằng phƣơng pháp ozone hóa.

Theo kết quả nghiên cứu và phân tích bằng mô hình hồi quy, cả 3 nhân tố lƣợng nƣớc thải, nồng độ nƣớc thải và thời gian đều tác động đến khả năng làm giảm các chất ô nhiễm trong nƣớc thải và khả năng sinh trƣởng của sậy. Tuy nhiên nhân tố thời gian đóng vai trò quyết định và có tác động thuận chiều với biến phụ thuộc (H_CODtb, H_BOD5, H_TP, H_TN, trọng lƣợng tƣơi, chiều cao,....)

Nghiệm thức thí nghiệm ở Q12 và nồng độ nƣớc thải 100%, sau 48 ngày thí nghiệm cho thấy sậy vẫn sinh trƣởng và phát triển tốt, khả năng làm giảm chất ô nhiễm TN, TP, BOD5 và CODtb lần lƣợt là 70,63%, 76,21%, 77,72% và 61,14% (tăng 11,54%, 12,97%, 18,28% và 21,61% so với ngày đầu).

Tỷ lệ diện tích khoang chuyển khí/ diện tích lắt cắt ngang thân sậy tăng theo thời gian thí nghiệm, đối với các nghiệm thức tƣới bằng nƣớc thải thì tỷ lệ này tăng 2,31 – 3,26 lần, trong khi đó nghiệm thức đối chứng chỉ cho kết quả tăng 1,5 – 2 lần so với ban đầu. Điều này cho thấy có mối liên hệ tỷ lệ thuận giữa nồng độ các chất ô nhiễm trong nƣớc và tỷ lệ diện tích khoang chuyển khí/ diện tích lắt cắt ngang thân sậy.

4.3.2. Thí nghiệm 6 – Nghiên cứu ảnh hƣởng của mật độ trồng đến khả năng sinh trƣởng, phát triển và hấp thu N, P của Sậy

4.3.2.1. Ảnh hƣởng của mật độ trồng đến hiệu quả xử lý nƣớc thải

 Hiệu quả xử lý nƣớc thải

Số liệu thí nghiệm đƣợc biểu diễn trong Phụ lục 1 – Bảng PL 1.8 và Hình

4.18, kết quả sau 48 ngày thí nghiệm cho thấy:

Hiệu quả khử các chất ô nhiễm TN, TP, BOD5 và CODtb đều đạt giá trị khoảng từ 77% trở lên, tƣơng ứng dao động từ 77,39 – 80,57%, 81,77 – 87,26%, 88,29 – 88,94% và 83,03 – 85,56%.

Hiệu quả xử lý TN tăng theo thời gian trong đó, hiệu suất xử lý của mật độ 30 và 35 cây/m2 cao hơn so với mật độ 20 và 25 cây/m2. Hiệu suất xử lý là 80,57% và 80,32% tƣơng ứng với mật độ 30 và 35 cây/m2 là không có sự khác biệt mang ý nghĩa thống kê. ở nghiệm thức 30 cây/m2 thì hiệu suất xử lý TN ngày thứ 3 là khoảng 50,33% đến khi kết thúc thí nghiệm (ngày thứ 48) khoảng 80,57% tăng 30,24%.

Khả năng làm giảm TP của thí nghiệm cao nhất là 87,26% với mật độ là 30 cây/m2 và thấp nhất là 81,77% với mật độ 20 cây/m2. Hiệu quả xử lý Tổng phosphorus ở mật độ 30 cây/m2 ngày thứ 48 khác biệt hoàn toàn so với những mật độ còn lại (20, 25, 35 cây/m2) theo kiểm định Duncan (p<0,05); hiệu quả xử lý TP từ 57,8% đến ngày thứ 48 là khoảng 87,26% tăng 29,46%.

Hình 4.18: Biểu diễn chất lƣợng nƣớc (H_TP, H_TN, H_COD, H_BOD5) theo từng mật độ trồng (thể hiện rõ trong Phụ lục 2 – Hình PL 2.19).

 Tƣơng tác đa nh n tố và phân tích hồi quy

Trong thí nghiệm 6, luận án đã nghiên cứu khảo sát 2 nhân tố có liên hệ đến khả năng xử lý nƣớc thải cũng nhƣ khả năng sinh trƣởng và phát triển của Sậy. Hai nhân tố này là: Thời gian và mật độ trồng cây. Thí nghiệm này đƣợc lấy mẫu theo dạng mẻ, thời gian lấy mẫu là 3, 12, 24, 36 và 48 ngày; Trong đó mật độ khảo sát là 20, 25, 30 và 35 cây/m2.

Bảng 4.9 thể hiện kết quả phân tích phƣơng sai 2 nhân tố dƣới đây cũng cho thấy rằng, hiệu suất xử lý nƣớc thải và sự phát triển của Sậy đều chịu ảnh hƣởng bởi 2 nhân tố thời gian và mật độ cây trồng.

Tóm lại, theo kết quả tƣơng tác đa nhân tố và phân tích hồi quy cho thấy nhân tố mật độ không gây ảnh hƣởng đáng kể đến hiệu quả xử lý nƣớc thải; Thời gian mới là nhân tố giữ vai trò chính gây ảnh hƣởng đến hiệu quả xử lý nƣớc thải, nói cách khác, thời gian lƣu nƣớc càng lâu thì hiệu quả xử lý càng cao. Sau 48 ngày thí nghiệm, hiệu quả xử lý nƣớc ở các nghiệm thức mật độ có giá trị xấp xỉ bằng nhau

Bảng 4.9: Kết quả thống kê phƣơng sai 2 nhân tố (giá trị F và giá trị Sig.) giữa ảnh hƣởng đến hiệu suất xử lý nƣớc thải của sậy.

Thông số

Nhân tố chính

Tƣơng tác Mật độ * thời gian

Mật độ 7,133* 274,953* 35,160* 125,592* 36,801* 43,325* 54,318***

Thời gian 19,535* 15.787,215* 301,729* 4.191,899* 2.672,069* 6.074,988* 2.242,975***

3,047* 27,244*** 2,424** 28,138*** 6,062*** 4,163*** 6,314***

0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

0,002 0,000 0,012 0,000 0,000 0,000 0,000

Giá trị F pH EC DO COD BOD5 Tổng Nitrogen Tổng Phosphorus Giá trị Sig, pH EC DO COD BOD5 Tổng Nitrogen Tổng Phosphorus P<0,05; P<0,01; P<0,001: khác biệt có ý nghĩa 5%, 1% và 0.1%; ns: không khác biệt có ý nghĩa thống kê

Các phƣơng trình hồi quy (Chi tiết trong Phụ lục 3 – Bảng PL 3.13 đến

Bảng PL 3.19):

Khả năng xử lý TN = 46,3319 + 7,021*Ngày + 0,578*Mật độ

Khả năng xử lý TP = 52,351 + 6,397*Ngày + 0,996*Mật độ

Khả năng xử lý COD = 63,151 + 3,967*Ngày + 0,475*Mật độ

= 69,280 + 3,529*Ngày + 0,465*Mật độ Khả năng xử lý BOD5

DO sau xử lý = 1,452 + 0,268*Ngày + 0,103*Mật độ

EC sau xử lý = 1410,056 + 173,156*Ngày + 33,795*Mật độ

pH sau xử lý = 6,729 + 0,050*Ngày + 0,039*Mật độ

4.3.2.2. Ảnh hƣởng của mật độ trồng đến khả năng sinh trƣởng, phát triển của Sậy

thức, 2,86kg/ nghiệm thức, 3,25kg/nghiệm

Từ kết quả Bảng 4.10 và Hình 4.19, ta nhận thấy sậy sinh trƣởng tốt ở hầu hết các mật độ trồng 20 cây/m2, 25 cây/m2, 30 cây/m2, 35 cây/m2, cụ thể sau 48 ngày thí nghiệm: Về trọng lƣợng tƣơi, sậy đạt sinh khối lần lƣợt thức và 2,39kg/nghiệm 3,52kg/nghiệm thức  tƣơng đƣơng 6,21kg/m2, 7,43kg/m2, 8,44kg/m2 và 9,14kg/m2 (0,385m2/nghiệm thức). Về trọng lƣợng khô, sậy đạt sinh khối lần lƣợt 0,68kg/nghiệm thức, 0,84kg/nghiệm thức, 0,93kg/nghiệm thức và 0,95kg/nghiệm thức  tƣơng đƣơng 1,77kg/m2, 2,18kg/m2, 2,42kg/m2 và

2,47kg/m2 (0,385m2/nghiệm thức). Về chiều cao cây, dao động từ 150 – 153cm/ cây; Về chiều dài rễ cây, dao động từ 33 – 37cm/ cây; Về số lƣợng cây, lần lƣợt là 28 cây, 32 cây, 36 cây và 40 cây. Nhƣ vậy, kết quả cho thấy khi tăng mật độ trồng thì sinh khối của thực vật sau thí nghiệm cũng tăng lên tƣơng tự, phù hợp với nhận định của Lƣu Hữu Mãnh và ctv. (2007 đƣợc trích dẫn bởi Lê Diễm Kiều và ctv. (2017).

Kết quả thống kê phƣơng sai 2 nhân tố giữa mật độ và thời gian ở Bảng 4.10 cho thấy các thông số trọng lƣợng tƣơi, trọng lƣợng khô, chiều cao cây và số lƣợng cây đều có ý nghĩa thống kê. Các thông số còn lại nhƣ chiều dài rễ, lích lũy TN và tích lũy TP trong thân rễ sậy không chịu sự tƣơng tác giữa 2 nhân tố mật độ và thời gian. Tƣơng đồng với nghiên cứu của Sónia Silva et al. (2010) nồng độ dinh dƣỡng trong môi trƣờng nƣớc có thể là nhân tố kích thích sự phát triển của chiều dài rễ. Thực vật hấp thu chất dinh dƣỡng trong nƣớc và tích lũy chúng để phát triển, tăng sinh khối (Dong Qing Zhang, 2014).

Bảng 4.10: Kết quả thống kê phƣơng sai 2 nhân tố (giá trị F và giá trị Sig.) ảnh hƣởng đến sinh trƣởng của sậy.

Thông số

Nhân tố chính

Tƣơng tác Mật độ * thời gian

Mật độ 27,251* 33,638* 13,212*** 4,734* 175,142*** 3,752* 0,006 1,795 1,506

Thời gian 2.353,721* 3.952,738* 6.938,316* 588,923* 3.175,819* 165,829* 108,944* 79,076* 74,490***

14,471* 18,386* 12,663* 1,003 9,646* 3,746** 2,691* 2,468* 1,982

Giá trị F Trọng lƣợng tƣơi Trọng lƣợng khô Chiều cao cây Chiều dài rễ Số lƣợng cây TN_thân TN_rễ TP_thân TP_rễ Giá trị Sig, Trọng lƣợng tƣơi Trọng lƣợng khô Chiều cao cây Chiều dài rễ Số lƣợng cây TN_thân TN_rễ TP_thân TP_rễ

0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

0,000 0,000 0,000 0,007 0,000 0,019 0,999 0,135 0,229

0,000 0,000 0,000 0,439 0,000 0,005 0,029 0,042 0,094

*P<0,05; **P<0,01; ***P<0,001: khác biệt có ý nghĩa 5%, 1% và 0.1%; ns: không khác biệt có ý nghĩa thống kê.

Hình 4.19a: Trọng lƣợng tƣơi của sậy Hình 4.19b: Trọng lƣợng khô của sậy

Hình 4.19c: Chiều cao của sậy Hình 4.19d: Chiều dài rễ

Hình 4.19e: Số lƣợng cây sậy

4.3.2.3. Ảnh hƣởng của mật độ trồng đến khả năng tích lũy N

Sau 48 ngày thí nghiệm, lƣợng TN tích lũy trong rễ ở các mật độ trồng 20 cây/m2, 25 cây/m2, 30 cây/m2, 35 cây/m2 tƣơng ứng với trọng lƣợng khô của sậy là 0,377%, 0,387%, 0,405% và 0,409%. Tƣơng tự trong thân lá là 0,578%, 0,587%, 0,643% và 0,607%. Ta nhận thấy lƣợng TN chiếm trong thân và lá cao hơn trong rễ, điều này tƣơng đồng với nghiên cứu của Lê Diễm Kiều (2019 nhìn chung, hàm lƣợng N trong mô thân cây cao hơn ở rễ cỏ Mồm mỡ. Kết quả này tƣơng tự ghi nhận của N và P đến tỷ lệ hàm lƣợng N:P của loài Lác (S. Validus) (Zhenhua Zhang et al., 2008). Một nghiên cứu khác cũng cho thấy khi trồng sậy (Phragmites australis) và cỏ ống (Glyceria maxima) ở điều kiện NH4-N cao thì lƣợng N tích lũy trong cây sậy cao hơn trong cỏ ống (Edita Munzarova et al., 2006).

Các phƣơng trình hồi quy (Chi tiết trong Phụ lục 3 – Bảng PL 3.20 và

Bảng PL 3.21):

TN_thân = 0,379 + 0,001*Mật độ + 0,058*Ngày + 

TN_rễ = 0,221 – 6,5-5*Mật độ + 0,06*Ngày + 

Hình 4.20a: Khả năng tích luỹ TN trong rễ sậy Hình 4.20b: Khả năng tích luỹ TN trong thân, lá sậy.

4.3.2.4. Ảnh hƣởng của mật độ trồng đến khả năng tích lũy P

Sau 48 ngày thí nghiệm, lƣợng TP tích lũy trong rễ ở các mật độ trồng 20 cây/m2, 25 cây/m2, 30 cây/m2, 35 cây/m2 tƣơng ứng với trọng lƣợng khô của sậy là 0,089%, 0,091%, 0,104% và 0,102%. Tƣơng tự trong thân lá là 0,089%, 0,094%, 0,100% và 0,090%. Ta nhận thấy lƣợng TP chiếm trong trong rễ có phần nhỉnh hơn thân lá. Nghiên cứu của Rong Mao et al. (2016) chỉ ra rằng hàm lƣợng P ghi nhận cao nhất ở cỏ Deyeuxia là 0,24% và cỏ Glyceria là

0,23%. Nghiên cứu khác cho thấy cỏ Mồm mỡ có xu hƣớng tích lũy P trong mô cây nhiều hơn khi nồng độ P trong môi trƣờng tăng cao. Hàm lƣợng P trong rễ cao hơn trong thân (Lê Diễm Kiều, 2019). Nguyễn Điền Châu và ctv. (2019b) cho biết hàm lƣợng phosphorus trong thân lá thấp là do thân chủ yếu đƣợc sử dụng để vận chuyển nƣớc và các chất dinh dƣỡng, phosphorus lại là một chất cần thiết để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ năng lƣợng trong quá trình quang hợp và hô hấp của lá.

Các phƣơng trình hồi quy (Chi tiết trong Phụ lục 3 – Bảng PL 3.22 và

Bảng PL 3.23):

TP_thân = 0,042 + 0,0*Mật độ + 0,015*Ngày + 

TP_rễ = 0,039 + 0,0*Mật độ + 0,015*Ngày + 

Hình 4.21a: Khả năng tích luỹ TP trong rễ sậy Hình 4.21b: Khả năng tích luỹ TP trong thân, lá sậy.

4.3.2.5. Mối quan hệ giữa tích lũy đạm, lân và trọng lƣ ng khô của sậy

Kết quả thể hiện trong Bảng 4.11: Trong 24 ngày đầu của thí nghiệm, quá trình tích lũy đạm lân và tăng trọng lƣợng khô của sậy không đáng kể. Điều này có thể giải thích đây là thời gian thích nghi, phát triển cây con và bắt đầu tăng trƣởng hệ thống rễ sậy. Giai đoạn này vi sinh vật trong đất chƣa phát triển mạnh nên việc chuyển hóa đạm lân thành những dạng dễ dàng hấp thu cho cây chƣa nhiều. Ở giai đoạn 48 ngày thí nghiệm, sậy phát triển mạnh và hệ thống rễ dễ dàng hấp thu các dạng dạm lân do vi sinh vật chuyển hóa.

Mối quan hệ giữa khả năng tích lũy đạm, lân và trọng lƣợng khô của sậy ở ngày thứ 48 có sự tƣơng đồng ở mật độ 30 cây/m2 và 35 cây/m2. Tóm lại quá trình tích lũy N và P trong nƣớc thải vào sậy thông qua việc gia tăng sinh khối.

Ở thời điểm kết thúc thí nghiệm. Trọng lƣợng khô của sậy đạt khoảng 926,3g/nghiệm thức đến 950,3g/nghiệm thức ứng với tích lũy đạm và lân là khoảng 8,575g/ nghiệm thức, 1,642g/ nghiệm thức và 9,284g/ nghiệm thức, 1,706g/ nghiệm thức (với diện tích mỗi nghiệm thức là 0,385m2/ thì tƣơng ứng là 2.405,97g/m2; 2.468,31g/m2; 22,27g/m2; 4,26g/m2; 24,11g/m2 và 4,43g/m2). Trong nghiên cứu của Panpan Meng et al. (2014) sử dụng đất ngập nƣớc chảy ngầm ngang để loại bỏ dinh dƣỡng trong nƣớc thải đã khẳng định tích lũy N trong sậy sau thời gian thí nghiệm là 29,96g/m2. Theo Crites (1995 đƣợc trích dẫn bởi Lê Hoàng Nghiêm (2016) thì sinh khối của sậy là 6-37 tấn/ha, tăng trƣởng 10-60 tấn/ha/ năm, hàm lƣợng N là 1,8-2,1% và hàm lƣợng P là 0,2- 0,3%. Kết quả của Trƣơng Thị Nga (2016) sau 182 ngày thí nghiệm xử lý nƣớc thải chăn nuôi bằng sậy, đạm tích lũy 3.595,55g/tấn sậy tƣơi, lân tích lũy 298,55g/tấn sậy tƣơi. Theo Zhenhua Zhang et al. (2008) yếu tố N và P có tác động kép đến sự tăng trƣởng của cây trồng. Một nghiên cứu khác chỉ ra rằng khi nồng độ dinh dƣỡng trong nƣớc tăng thì tỷ lệ sinh khối khô của thân/rễ cũng tăng ở các loài thực vật P. australis, Cyperas và Aframoum angustifolium (Musyimi D. M et al., 2010). Còn nghiên cứu của Romero et al. (1999) đƣợc trích dẫn bởi Lê Diễm Kiều (2019) nhận định hàm lƣợng N và P trong sậy tăng lên theo nồng độ của môi trƣờng nƣớc.

Bảng 4.11: Mối quan hệ giữa tích lũy TN, TP và trọng lƣợng khô của sậy

Thời gian (ngày)

Thông số

Mật độ (cây/m2)

(g/hệ)

3

24

48

Trọng lƣợng khô (g)

21,48±1,311

49,203±2,173 681,515±61,025

TN tích lũy (g

0,127±0,0051

0,436±0,0185

6,36±0,2646

20

TP tích lũy (g

0,021±0,0018

0,073±0,0063

1,181±0,0411

Trọng lƣợng khô (g)

30,488±1,087

60,682±1,774

842,645±71,811

TN tích lũy (g

0,166±0,0058

0,529±0,0189

7,193±0,4374

25

TP tích lũy (g

0,029±0,0015

0,094±0,0084

1,353±0,0443

Trọng lƣợng khô (g)

36,055±1,122

75,14±3,566

926,285±28,557

TN tích lũy (g

0,207±0,003

0,634±0,0525

8,575±0,2474

30

TP tích lũy (g

0,034±0,0027

0,101±0,0084

1,642±0,0907

Trọng lƣợng khô (g)

43,55±1,189

91,464±3,343

950,268±24,962

35

TN tích lũy (g

0,241±0,0085

0,787±0,0455

9,284±0,389

TP tích lũy (g

0,041±0,0047

0,14±0,0161

1,706±0,0966

4.3.2.6. Dự báo theo chuỗi thời gian – Mô hình xu thế tuyến tính

Trong phần nghiên cứu này đã sử dụng mô hình xu thế tuyến tính để dự báo hiệu quả xử lý nƣớc cũng nhƣ trọng lƣợng tƣơi của sậy ở thời gian thí nghiệm 72 ngày và 96 ngày. Chọn mật độ để tính toán là 30 cây/m2.

Nhƣ vậy, theo nhƣ dự báo, nếu tiếp tục trồng sậy đến 72 ngày thì hiệu

quả xử lý TN, TP COD và BOD5 có thể đạt đến giá trị 89,69%, 95,35%, 95,74% và 87,58%. Ở ngày thứ 96 của thí nghiệm, trọng lƣợng tƣơi của sậy có thể đạt đến 5.911g (so với ngày thứ 48 là 3.247g số liệu phân tích thực tế).

Bảng 4.12: Kết quả dự báo của mô hình xu thế tuyến tính

Thời gian

Giá trị thực

Giá trị dự báo

(ngày)

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(1A)

(1Min)

(1Max)

(2A)

(2Min)

(2Max)

(3A)

(3Min)

(3Max)

(4A)

(4Min)

(4Max)

(5A)

(5Min)

(5Max)

67,33 76,80 67,11 88,67

128,52

68,34

25,99

76,67

71,12

82,22

68,06

27,76

88,15

66,34

-325,96

110,69

108,36

109,96

-19478,32 18826,41

77,47 82,64 79,20 86,93

324,49

75,46

39,34

82,90

78,17

87,63

77,29

42,92

87,96

69,36

1233,44

111,57

111,65

106,56

-15099,75 17566,64

81,57 89,26 85,56 88,29 3247,32 82,57

40,22

89,13

83,58

94,67

86,51

46,22

87,77

65,96

2792,84

124,92

126,81

109,58

-16359,53 21945,21

89,69

32,58

95,35

87,87

95,74

41,40

87,58

58,17

4352,24

146,80

102,84

150,08

116,98

-21472,81 30177,29

96,81

21,26

91,68

33,08

87,38

48,48

5911,64

172,35

101,58

111,48

104,97

176,85

126,28

-28251,69 40074,97

Ghi chú:

(1), (1A), (1Min), (1M ax): Hi ệu quả khử TN; Dự báo hiệu quả khử TN; Cận dưới giá trị dự báo; Cận trên giá tr ị dự báo.

(2), (2A), (2Min), (2M ax): Hi ệu quả khử TP; Dự báo hiệu quả khử TP; Cận dưới giá trị dự báo; Cận trên giá tr ị dự báo.

(3), (3A), (1Min), (1M ax): Hi ệu quả khử COD; Dự báo hiệu quả khử COD; Cận dưới gi á trị dự báo; Cận trên giá tr ị dự báo.

(4), (4A), (4Min), (4M ax): Hi ệu quả khử BOD 5; Dự báo hiệu qu ả khử BOD 5; Cận dưới gi á trị dự báo; Cận trên giá tr ị dự báo.

(5), (5A), (5Min), (5M ax ): Tr ọng lượng tươi; Dự báo trọng lượng t ươi; Cận dưới giá trị dự báo; Cận trên giá t r ị dự báo.

Tóm lại:

Nghiên cứu cho thấy sậy tích luỹ đạm ở thân lá, nhiều hơn so với rễ sậy; Sự tích lũy ở lân cho kết quả ngƣợc lại, tuy nhiên giá trị chênh lệch không đáng kể (ví dụ ở mật độ 30 cây/m2, sau 48 ngày thí nghiệm thì tích lũy TP trong rễ là 0,104% còn trong thân là 0,100%).

Khi khảo sát với các mật độ khác nhau, ta có thể kết luận rằng cây sậy có khả năng sinh trƣởng và phát triển tốt trong cả 4 mật độ (20, 25, 30, 35 cây/m2). Thời gian và mật độ trồng đều có ảnh hƣởng đến khả năng sinh trƣởng và phát triển của sậy. Trong đó, thời gian chiếm ảnh hƣởng lớn, còn mật độ trồng ảnh hƣởng không đáng kể đến sự phát triển. Điều này thể hiện rõ ràng nhất qua phân tích mô hình hồi quy, cụ thể:

- Ở hiệu quả xử lý nƣớc thải, yếu tố mật độ hầu hết chỉ chiếm mức độ đóng góp < 13%, cá biệt có giá trị DO sau xử lý là 23% và pH sau xử lý là 38%.

- Ở khả năng tích lũy TN và TP, yếu tố mật độ hầu hết chiếm mức

độ đóng góp < 14,29%.

Tuy nhiên, xét trên tất cả những khía cạnh, có thể nhận thấy ở mật độ

trồng 30 cây/m2 có hiệu quả xử lý nƣớc thải đạt giá trị tốt nhất.

4.3.3. Thí nghiệm 7 – Nghiên cứu đánh giá khả năng loại bỏ chất ô nhiễm trong nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp bằng phƣơng pháp Ozone hoá kết h p đất ngập nƣớc kiến tạo trồng sậy chảy ngầm ngang (thực hiện ngoài hiện trƣờng)

4.3.3.1. Đặc điểm sinh học của Sậy

 Sinh trƣởng của sậy

Bảng 4.13: Các chỉ tiêu Sinh trƣởng của Sậy

T hờ i g ia n

F

Ch ỉ tiê u

Ng à y 3

Ng à y 6

Ng à y 1 2

Ng à y 2 4

Ng à y 3 6 Ng à y 4 8

1 1 , 2 8 ± 0 , 0 6 f

1 5 , 4 ± 0 , 0 9 e

1 9 , 2 2 ± 0 , 1 6 d 2 4 , 7 5 ± 0 , 0 6 c

5 2 , 0 9 ± 0 , 0 5 b 8 2 , 5 7 ± 0 , 8 2 a 6 . 4 7 3 , 9 6 6 * * *

T L . t ƣ ơ i ( g / c â y )

2 , 8 2 ± 0 , 0 5 f

3 , 4 5 ± 0 , 0 8 e

4 , 7 4 ± 0 , 1 1 d

6 , 9 9 ± 0 , 0 8 c

1 8 , 0 2 ± 0 , 1 5 b 2 2 , 9 0 ± 0 , 3 a

3 . 0 9 3 , 2 0 5 * * *

T L . k h ô ( g / c â y )

3 1 ± 0 , 0 f

4 2 , 3 ± 1 , 4 5 e

6 0 , 3 ± 1 , 2 0 d

7 7 ± 1 , 1 5 c

1 4 2 ± 1 , 4 5 b

1 6 6 ± 2 , 0 8 a

1 . 6 1 7 , 9 6 9 * * *

C h . c a o ( c m / c â y )

r ễ

1 7 , 6 7 ± 0 , 8 8 f

2 1 ± 0 , 5 8 e

2 9 , 3 3 ± 1 , 2 0 d 3 5 , 3 3 ± 0 , 3 3 c

4 2 , 3 3 ± 0 , 8 8 b 5 0 , 6 7 ± 1 , 2 0 a 1 9 5 , 5 6 8 * * *

C h . d à i ( c m / c â y )

6 7 , 6 7 ± 2 , 6 0 e

1 1 7 ± 4 , 7 3 d

1 9 5 , 6 7 ± 4 , 8 1 c 2 2 9 , 6 7 ± 4 , 6 7 b

4 3 5 ± 7 a

4 5 4 ± 1 2 , 7 7 a

5 4 6 , 9 7 7 * * *

C h d à i l á ( c m / c â y )

Những giá trị trong cùng một hàng có ký tự a, b,c,.. giống nhau thì không khác biệt về mặt thống kê theo kiểm định Duncan, ***P<0,001

Bảng 4.13 cho thấy sự tăng trƣởng của Sậy sau 48 ngày thí nghiệm, Sậy đạt chiều cao trung bình 166 cm/cây (tốc độ tăng trung bình 3 cm/ngày/cây , trọng lƣợng tƣơi, chiều dài rễ và tổng độ dài lá đạt giá trị trung bình lần lƣợt 82,57 g/cây (tăng 7,3 lần so với ban đầu , 50,67 cm/cây (tăng 2,87 lần) và 454cm/cây (tăng 6,7 lần). Phép kiểm định Duncan cho thấy các sự khác biệt này có ý nghĩa thống kê (p<0,05).

Nhiệm vụ của rễ cây là hấp thụ nƣớc và muối khoáng, vì vậy các đặc điểm và thành phần của môi trƣờng ảnh hƣởng trực tiếp đến hệ rễ và toàn bộ cây (Lynch, 1995 . Hàm lƣơng đạm (N , lân (P và lƣu huỳnh (S) ảnh hƣởng rất lớn đến sự sinh trƣởng, hình thành rễ nhánh, Drew (1975); López-Bucio et al. (2003) đƣợc trích dẫn bởi Bùi Hồng Hải (2016).

Sự phát triển của bộ rễ Sậy (tăng 9,46 lần trọng lƣợng khô so với ban đầu) vừa là giá bám, vừa cung cấp oxy trực tiếp cho các vi sinh vật chuyển hóa các hợp chất hữu cơ cao phân tử thành những chất vô cơ mà thực vật thủy sinh có thể dùng để sinh trƣởng và gia tăng sinh khối. Nhóm tác giả Nguyễn Minh Phƣơng và ctv. (2017 đã chứng minh rằng thực vật thủy sinh và vi sinh vật có khả năng xử lý tốt các chất ô nhiễm có trong nƣớc thải, số lƣợng vi khuẩn tăng dần theo thời gian lƣu và cao nhất đạt 65 x 109 CFU/g trong mẫu rễ bèo cái ở thời gian lƣu 35 ngày, hiệu quả xử lý amoni của hệ bèo cái đạt cao nhất sau 35 ngày (99,1%). Nhƣ vậy cho thấy quá trình hấp thu dinh dƣỡng trong nƣớc thải đã kích thích quá trình tăng trƣởng của Sậy. Bên cạnh đó, cũng cho thấy cây sậy đã thích nghi và phát triển tốt trong môi trƣờng nƣớc thải, gia tăng trọng lƣợng bằng việc hấp thu các chất dinh dƣỡng trong môi trƣờng nƣớc. Tuy nhiên, chƣa ghi nhận sự gia tăng đáng kể ở chỉ tiêu chiều dài rễ. Chiều dài rễ đạt 50,67 cm/cây ở ngày thứ 48, tăng 2,87 lần so với ban đầu. Tác giả Todd E. Minchinton and Mark D. Bertness (2003) chỉ ra rằng trong môi trƣờng đất ngập nƣớc cung cấp đầy đủ dinh dƣỡng, sự tăng trƣởng về chiều dài rễ là không cần thiết cho việc tìm kiếm các chất dinh dƣỡng để sinh trƣởng, phát triển.

Theo Trƣơng Thị Nga (2016), sự gia tăng sinh khối của cây đƣợc thực hiện thông qua sự hấp thu các chất dinh dƣỡng trong nƣớc thải, quá trình hấp thu CO2, trong khí quyển diễn ra trong pha sáng và pha tối trong quá trình quang hợp với các quá trình điển hình: quá trình quang phân li nƣớc, quá trình phosphorin hóa quang hóa, chu trình Calvin (chu trình C3), chu trình Hatch và Slack (chu trình C4 và chu trình cacbonxi hóa (Vũ Văn Vụ và ctv., 2000). Sản phẩm cuối cùng của quá trình quang hợp là tạo ra các cacbonhydrate tích lũy trong cây.

Hình 4.22: Trọng lƣợng tƣơi và trọng lƣợng khô của sậy

 Mô chuyển khí ở thân và rễ sậy

Bảng 4.14: Diễn biến tỷ lệ nhu mô xốp ở thân và rễ sậy theo thời gian

T h ờ i g i a n

F

Tỷ lệ ( % )

N g à y 3

N g à y 6

N g à y 1 2

N g à y 2 4

N g à y 3 6

N g à y 4 8

14,98±0,32e

18,97±0,13d

23,02±0,12c

28,08±0,91b

32,64±0,7a

Thân 9,91±0,27f

836,212***

17,89±0,3f

23±0,3e

27,88±0,25d

34,85±0,34c

57,93±0,19b

70,81±1,25a

4072,407***

Rễ

Những giá trị trong cùng một hàng có ký tự a, b,c,.. giống nhau thì không khác biệt về mặt thống kê theo kiểm định Duncan, ***P<0,001

Do có cấu tạo các khoang chuyển khí trong thân nên thực vật ngập nƣớc có khả năng vận chuyển oxy từ không khí xuống vùng rễ góp phần thúc đẩy quá trình nitrate hóa diễn ra ở lớp bề mặt lớp rễ (Brix, 2003; Kadlec et al., 1996 . Để hạn chế sai số tính toán, việc nghiên cứu mô chuyển khí nên đƣợc xác định theo hệ số diện tích khoang chứa khí/diện tích lát cắt ngang vì các mô này có cấu trúc quá nhỏ. (Brix, 1992 trích dẫn bởi Bùi Trƣờng Thọ, 2010). Vì vậy trong phạm vi nghiên cứu của đề tài diện tích khoang khí của các loài cây thí nghiệm đƣợc qui đổi về hệ số diện tích khoang chứa khí/ diện tích của lát cắt ngang. Kết quả giải phẫu cho thấy các tế bào nhu mô xốp của sậy có nhiều hình dạng khác nhau: hình đa giác, hình nhiều cạnh gần tròn, sắp xếp khít

nhau hay chừa các khoảng trống gọi là khuyết (nhu mô xốp/ khoang chuyển khí). Theo Gilbert. Kaelo Gaboutleoteo et al. (2009 đƣợc trích dẫn bởi Lê Hoàng Nghiêm (2016 thì lƣợng oxy vận chuyển qua trong sậy là 1,56-3,1g/m2.ngày và tối đa là 6,88g/m2.ngày. Theo Lawson (1995) trích dẫn bởi Brix (2003), loài cây Sậy (Phragmites spp.) vận chuyển 4,3 g O2/m²/ngày. Theo Armstrong (1990) trích dẫn bởi Trƣơng Thị Nga, 2016 thì dao động khoảng 5-12 g O2/m²/ngày .

Nhu mô xốp hình thành trong cả mô mới và mô cũ ở rễ, thân rễ, thân, cuống lá và lá của cả cây ngập nƣớc thân gỗ và thân thảo (Jackson et al., 1989; Arteca et al., 1997). J.K Cronk and M.S Fennessy (2001 đã kết luận trong quá trình sinh trƣởng của thực vật, nhu mô xốp/ khoang chuyển khí có thể đƣợc hình thành và phát triển theo các cơ chế: Do sự phân chia vật chất của các tế bào bằng cách tạo màng mỏng ở vị trí trung tâm (phân chia nội bào); hoặc bởi sự tan vỡ và ly giải của các tế bào (gọi là lysigeny); hoặc bởi sự mở rộng và phân tách các tế bào (gọi là schizogeny); hoặc sự kết hợp của các cơ chế này với nhau.

Hình 4.23: Tỷ lệ nhu mô xốp ở thân và ở rễ sậy

Theo tác giả W.A. Green (2010 “Justin and Armstrong (1987 , đã kiểm tra sự hình thành nhu mô trong 91 loài thực vật hạt kín và Drew M. C. (1997) ghi lại một số mẫu: xu hƣớng hình thành mô chuyển khí trong thực vật ở các kiểu đất ngập nƣớc phụ thuộc vào điều kiện môi trƣờng và nồng độ oxy. Nghiên cứu cũng chỉ ra mối liên hệ giữa việc hình thành hình dạng khối lập phƣơng của các tế bào nhu mô (trái ngƣợc với việc hình thành hình dạng khối

100

lục giác) và sự hình thành của khoang khí. Mặc dù có sự khác biệt đáng kể về điều kiện và quá trình tế bào nhu mô hình thành nên các khoang khí ở các loài thực vật khác nhau, một số nghiên cứu về rễ thực vật hạt kín đã xác định rõ ràng rằng việc hình thành các khoang khí nhƣ là sự thích nghi với lƣợng khí oxy thấp trong vùng rễ của thực vật”.

Theo Armstrong (1979 đƣợc trích dẫn bởi Trƣơng Thị Nga (2016), các mô chuyển khí/ nhu mô xốp ở rễ giữ vai trò rất quan trọng đối với đa số các loài thực vật bậc cao sống đƣợc trong điều kiện thiếu oxy, chúng đóng vai trò là con đƣờng dẫn truyền trao đổi không khí giữ phần thực vật trên mặt nƣớc và phần thực vật dƣới mặt nƣớc để tạo môi trƣờng oxy chung quanh rễ cho các vi sinh vật tham gia vào quá trình loại bỏ chất ô nhiễm. Sau 48 ngày thí nghiệm, tỷ lệ diện tích nhu mô xốp/ diện tích mặt cắt ngang ở thân sậy đạt 32,64% (tăng 3,29 lần so với ban đầu) và ở rễ sậy đạt 70,81% (tăng 3,96 lần so với ban đầu . Điều này tƣơng đồng với nghiên cứu của N. Smirnoff and R.M.M. Crawford (1983) nhu mô xốp trong các thực vật không chịu đƣợc lũ lụt thì không gian có thể chiếm 10 đến 12% tổng diện tích mặt cắt ngang của rễ, nhƣng trong các thực vật chịu lũ, tổng diện tích không gian khí có thể chiếm hơn 50 đến 60% diện tích rễ . Thể tích khí dung thay đổi đáng kể giữa các loài, nhƣng độ xốp thƣờng lớn hơn so với ở thực vật ngập nƣớc. Còn theo nghiên cứu Trƣơng Hoàng Đan và Bùi Trƣờng Thọ (2012), tỷ lệ diện tích nhu mô xốp/ diện tích lắt cắt của rễ Môn nƣớc (Colocasia esculenta tăng từ 43,18% lên 50,04% và Lục bình (Eichhornia crassipes tăng từ 44,04% lên 51,12%. Trong nghiên cứu của Nguyễn Thành Lộc và ctv. (2015), sau 30 ngày thí nghiệm diện tích khoang khí/diện tích lát cắt rễ của cây Thủy trúc đã tăng lên 22,15% (tăng gần 1,5 lần so với mẫu đầu vào), đối với Lục bình tăng 19,63% và đối với Bèo tai tƣợng tăng 10,47%.

 Tốc độ tăng trƣởng tƣơng đối của sậy (RGR)

Hình 4.24 và Phụ lục 1 – Bảng PL 1.12 cho thấy tốc độ tăng trƣởng tƣơng đối của sậy (RGR trong giai đoạn 12 ngày đầu tiên của thí nghiệm, tốc độ tăng trƣởng tƣơng đối đạt trên 0,16g/g/ngày và khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05 , giai đoạn từ ngày 12 đến ngày thứ 48, tốc độ dao động khoảng từ 0,07 - 0,12g/g/ ngày khác biệt có ý nghĩa thống kê. Điều này có thể giải thích giai đoạn đầu, sậy phát triển mạnh do đa số là cây non (chồi), cây lớn nhanh trong giai đoạn này. Sau thời gian đó, khi cây đã bắt đầu trƣởng thành thì tốc độ này giảm lại. Mặt khác cũng có thể xuất hiện hiện tƣợng cạnh tranh nguồn dinh dƣỡng và không gian phát triển. Điều này tƣơng đồng với nghiên cứu của Trƣơng Hoàng Đan và ctv. (2008), nghiên cứu ảnh hƣởng của các loại đất đến sự tăng trƣởng của cây Điên điển (Sesbania Sesba). Trong nghiên cứu của

101

Edita Tylova-Munzarova et al. (2005 đã cho thấy tốc độ tăng trƣởng tƣơng đối của sậy là 35,4 mg/g/ ngày. So sánh với nghiên cứu của Jørgen Lissner and Hans-Henrik Schierup (1997), tác giả khẳng định sau 42 ngày trồng sậy thì RGR tăng khoảng 0,04/ ngày; Còn theo nghiên cứu cây sậy (Phragmites karka) của Erum Shoukat et al. (2019) sau 30 ngày thí nghiệm RGR là 0,14 g/g/ ngày; Tác giả Jørgen Lissner et al. (1999) khi nghiên cứu ảnh hƣởng của khí hậu đến khả năng chịu mặn và sinh trƣởng của sậy sau 60 ngày đã cho kết quả 0,12 g/g ngày.

Hình 4.24: Tốc độ tăng trƣởng tƣơng đối của sậy – RGR.

4.3.3.2. Tích lũy N, P trong Sậy

Bảng 4.15: Trọng lƣợng tƣơi, khô thân lá và rễ của Sậy

T h ờ i g i a n

F

N g à y 3

N g à y 6

N g à y 1 2

N g à y 2 4

N g à y 3 6

N g à y 4 8

T r ọ n g l ƣ n g ( g / c â y )

T L T _ T h â n

10,29±0,1f

13,71±0,2e

15,88±0,23d

19,1±0,19c

37,85±0,24b

66,7±1,34a

4.229,812***

T L T _ R ễ

0,99±0,03f

1,73±0,04e

3,34±0,19d

5,66±0,23c

14,24±0,21b

15,87±0,44a

2.298,331***

T L K _ T h â n

2,28±0,1f

3,01±0,15e

4,18±0,14d

5,71±0,19c

14,24±0,21b

17,79±0,47a

2.181,728***

T L K _ R ễ

0,54±0,04e

0,44±0,01de

0,57±0,05d

1,28±0,08c

3,78±0,1b

5,11±0,07a

2.910,751***

Ghi chú: Những giá trị (trung bình ± độ lệch chuẩn, n = 4) trong cùng một hàng có ký tự a, b, c,... khác nhau thì khác biệt về mặt thống kê (p<0,05; theo kiểm định Duncan).

102

Bảng 4.16: Diễn biến tích luỹ đạm, lân của Sậy

T h ờ i g i a n

F

N g à y 3

N g à y 6

N g à y 1 2

N g à y 2 4

N g à y 3 6

N g à y 4 8

T r ọ n g l ƣ n g kh ô ( % )

T N _ T h â n

0 , 4 9 4 ± 0 , 0 3 2 b c

0 , 6 1 4 ± 0 , 0 4 8 a

0 , 6 1 9 ± 0 , 0 2 5 a

0 , 5 0 9 ± 0 , 0 3 9 b

0 , 4 3 7 ± 0 , 0 3 2 a

0 , 6 1 1 ± 0 , 0 1 4 a

1 6 , 3 8 9 * * *

T P _ T h â n

0 , 0 6 5 ± 0 , 0 0 9 b

0 , 0 4 7 ± 0 , 0 0 6 c

0 , 0 4 4 ± 0 , 0 0 9 c

0 , 0 4 9 ± 0 , 0 0 9 c

0 , 0 5 8 ± 0 , 0 0 9 b c

0 , 0 9 6 ± 0 , 0 0 4 a

1 8 , 8 0 9 * * *

T N _ R ễ

0 , 2 6 6 ± 0 , 0 2 6 c

0 , 1 9 1 ± 0 , 0 0 7 a

0 , 1 6 3 ± 0 , 0 1 5 a

0 , 2 5 9 ± 0 , 0 2 3 c

0 , 2 9 9 ± 0 , 0 1 8 b

0 , 3 3 3 ± 0 , 0 0 9 a

3 9 , 7 8 8 * *

T P _ R ễ

0 , 0 6 2 ± 0 , 0 0 9 b

0 , 0 3 5 ± 0 , 0 0 5 d

0 , 0 2 7 ± 0 , 0 0 5 d

0 , 0 5 ± 0 , 0 0 3 c

0 , 0 6 1 ± 0 , 0 0 4 b

0 , 0 8 8 ± 0 , 0 0 5 a

4 8 , 6 9 2 * * *

Bảng 4.17: Trọng lƣợng đạm, lân tích luỹ của Sậy

Tổng Nitrogen

Tổng Phosphorus

Trọng lƣ ng khô

Bắt đầu thí

Kết

thúc

thí

Bắt đầu thí

Kết thúc thí

(%)

nghiệm

Thân lá

0,494±0,032

0,611±0,014*

0,065±0,009

0,096±0,004*

Rễ

0,266±0,026

0,333±0,009*

0,062±0,026

0,088±0,005*

Giá trị trung bình ± St.E; (*) trong cùng một hàng khác biệt ở p<0,05 qua phép thử T-test

Bảng 4.15, Bảng 4.16 và Bảng 4.17, trọng lƣợng khô và lƣợng đạm, lân trong thân, lá và rễ của Sậy khác biệt có ý nghĩa thống kê theo thời gian thí nghiệm (p<0,05). Kết quả lần lƣợt cho thấy diễn biến theo thời gian trọng lƣợng tƣơi, trọng lƣợng khô của sậy và tích lũy đạm lân của sậy theo trọng lƣợng khô. Ở thời điểm cuối thí nghiệm sậy sinh trƣởng tốt; Tích lũy đạm trong thân lá là 0,611%*(17,79g + 5,11g) và trong rễ là 0,333%*(17,79g + 5,11g ; Tích lũy lân trong thân lá là 0,096%*(17,79g + 5,11g) và trong rễ là 0,088%*(17,79g + 5,11g . Điều này tƣơng đồng với kết quả nghiên cứu của Zhiwei Ge et al. (2017), trong lá của sậy (Phragmites spp.) hàm lƣợng N chiếm 26,87g/kg và hàm lƣợng P chiếm 0,39g/kg. Còn theo Trƣơng Thị Nga (2016), sau 182 ngày thí nghiệm xử lý nƣớc thải chăn nuôi bằng sậy, đạm tích lũy 3.595,55g/tấn sậy tƣơi, lân tích lũy 298,55g/tấn sậy tƣơi.

Sự tích lũy đạm, lân của sậy đƣợc thể hiện qua Hình 4.25 hàm lƣợng tích lũy đạm lân cho thấy phần thân và lá chiếm khối lƣợng lớn nhiều lần so với phần rễ. Điều này có thể giải thích, hàm lƣợng N và P trong thân, lá cây Sậy cao vì thân chủ yếu đƣợc sử dụng để vận chuyển nƣớc và chất dinh dƣỡng, P cần thiết để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ năng lƣợng trong quá trình quang hợp và hô hấp của lá. Kết quả nghiên cứu phù hợp với nghiên cứu của A. S. Aremu et al. (2012), lục bình (Eichhornia crassipes) hấp thụ nitrate là 45,5% và

103

phosphorus là 37,8%; Sự tích lũy của phosphorus trong các mô thực vật trƣởng thành ở vùng đất ngập nƣớc là tƣơng đối thấp (Trƣơng Thị Nga, 2016). Brix (2003) kết luận rằng khả năng hấp thụ phosphorus của các thực vật thủy sinh thấp hơn khả năng hấp thụ nitrogen.

Hình 4.25: Tích lũy đạm lân của sậy

4.3.3.3. Cân bằng N, P

Kết quả cân bằng N và P trong hệ thống đất ngập nƣớc chảy ngầm ngang

--N, NO3

đƣợc thể hiện trong Bảng 4.18.

Trong đất ngập nƣớc tạo nitrogen hữu cơ trải qua nhiều bƣớc chuyển đổi liên quan đến cơ chế loại bỏ. Đầu tiên là giai đoạn ammôni hóa sẽ chuyển hóa nitrogen hữu cơ thành NH4+-N. Sau đó, NH4+-N sẽ chuyển hóa bởi vi khuẩn --N trong điều kiện có oxy. Sự chuyển đổi giữa các dạng thành NO2 nitrogen liên quan đến các cơ chế loại bỏ nhƣ đồng hóa bởi thực vật, sự bay hơi của khí nitrogen định dạng và hấp phụ bởi sự trao đổi ion trong đất. (Lê Hoàng Nghiêm , 2016a)

104

Giả thuyết lƣợng N và P trong hệ thống đƣợc cân bằng nhƣ sau:

Vào = Tích lũy ở thân + Tích lũy ở rễ + ra + KXĐ

Vào N và P chiếm 100% 100%

Tích lũy N và P ở thân chiếm 7,26% 4,64%

Tích lũy N và P ở rễ chiếm 3,96% 4,24%

KXĐ 77,74% 73,99%

Ra N và P chiếm 18,3% 21,76%

Kết quả nghiên cứu cho thấy lƣợng mất TN đi sau quá trình xử lý là 81,7%

(hấp thu vào sậy 7,26% + 3,96% và không xác định 70,48%). Phù hợp với nghiên cứu của Lê hoàng Nghiêm (2016a) khi nghiên cứu đất ngập nƣớc kiến tạo trồng sậy xử lý nƣớc thải sinh hoạt, lƣợng nitrogen có thể bị chuyển hóa, bay hơi vào không khí, đồng hóa bởi thực vật và bị bắt giữ trong hạt vật liệu đất, cát trong mô hình, phần trăm lƣợng nitrogen hữu cơ biến mất dao động trong khoảng 71,9 - 77,1%.

Kết quả nghiên cứu cho thấy lƣợng mất TP đi sau quá trình xử lý là 78,24% (hấp thu vào sậy 4,64% + 4,24% và không xác định 69,36%). So sánh có sự tƣơng đồng với kết quả của Vymazal et al. (1998 đƣợc trích dẫn Lê Hoàng Nghiêm (2016a) là 69,8%.

105

Bảng 4.18: Cân bằng đạm lân trong hệ thống.

TỔNG ĐẠM (TN)

VÀO (g)

RA (g)

THÂN (g)

KXĐ (g)

VÀO (g/m2)

RA (g/m2)

THÂN (g/m2)

RỄ (g/m2)

KXĐ (g/m2)

VÀO (%)

RA (%)

THÂN (%)

RỄ (%)

KXĐ (%)

RỄ (g)

NGHIỆM THỨC THÍ NGHIỆM

TBĐC

436,31 314,45±3,43

121,86±3,43

166,21

119,79±1,31

46,42±1,31

72,07±0,79

27,93±0,79

100

ĐC1

436,31

311,48

124,83

166,21

118,66

100

47,55

28,61

71,39

ĐC2

436,31

318,20

118,11

166,21

121,22

100

44,99

27,07

72,93

ĐC3

166,21

119,49

0,00

436,31

313,67

122,64

100

46,72

28,11

71,89

TBNT

436,31

79,83±2,71

31,68±1,08

17,3±0,78

307,50±3,89

166,21

30,41±1,03

12,07±0,41

6,59±0,3 117,14±1,48

18,3±0,62

7,26±0,25

3,96±0,18 70,48±0,89

100

NT1

436,31

82,86

32,48

17,88

303,09

166,21

31,56

12,37

6,81

100

115,46

7,44

4,10

69,47

18,99

NT2

436,31

77,62

32,1

17,6

308,98

166,21

29,57

12,23

6,71

100

117,71

7,36

4,03

70,82

17,79

NT3

436,31

79,01

30,46

16,4

310,43

166,21

30,10

11,60

6,25

100

118,26

6,98

3,76

71,15

18,11

TỔNG LÂN (TP)

109,14 74,11±4,86

35,03±4,85

41,58

28,23±1,85

13,35±1,85

100

67,90±4,44

32,00±4,29

TBĐC

ĐC1

109,14

74,36

34,78

41,58

28,33

100

13,25

31,87

68,13

ĐC2

109,14

69,13

40,01

41,58

26,34

100

15,24

36,35

63,35

ĐC3

109,14

78,831

30,314

41,58

30,03

11,55

100

0,00

27,77

72,23

41,58

9,05±0,18

1,93±0,05

1,77±0,04

30,77±0,16

TBNT

109,14 23,75±0,46

5,0588±0,14 4,6331±0,11 80,761±0,41

100

21,76±0,42

4,64±0,13 4,24±0,1

73,99±0,37

NT1

41,58

9,25

1,93

1,74

30,59

109,14

24,277

5,0771

4,576

80,292

100

4,65

4,19

73,56

22,24

NT2

41,58

8,93

1,98

1,81

30,84

109,14

23,428

5,1855

4,7596

80,956

100

4,75

4,36

74,17

21,47

NT3

41,58

8,97

1,87

1,74

30,87

109,14

23,546

4,9139

4,5638

81,035

100

4,50

4,18

74,25

21,57

Giải thích

KXĐ: không xác định

ĐC: Nghiệm thức đối chứng (không trồng sậy).

NT: Nghiệm thức trồng sậy.

106

4.3.3.4. Hiệu quả xử lý nƣớc thải của hệ thống đất ngập nƣớc chảy ngầm theo phƣơng ngang

Giá trị EC trung bình hầu nhƣ không có sự khác biệt (ở ngày thứ 36 có sự khác biệt lớn do nƣớc thải đầu vào biến động bất thƣờng). Quá trình hấp thụ các điện tích trái dấu trên bề mặt hạt cát làm giảm nồng độ các muối tan trong nƣớc (Trƣơng Thị Nga, 2016). Tuy nhiên, quá trình vận chuyển oxy từ khí quyển xuống vùng rễ diễn ra trong ống chứa khí thúc đẩy quá trình phân hủy vật chất hữu cơ, phóng thích nhiều muối hòa tan vào môi trƣờng nƣớc chính vì thế EC đo không có nhiều biến động (Brix, 2003). EC sau thí nghiệm, có xu hƣớng tăng nhẹ, khoảng dao động từ 1,04 – 1,12 lần so với ban đầu. Điều này do quá trình vận chuyển oxy từ khí quyển xuống vùng rễ diễn ra trong ống chứa khí thúc đẩy quá trình phân hủy vật chất hữu cơ, phóng thích nhiều muối hòa tan vào môi trƣờng nƣớc theo Brix (1987; 2003) trích dẫn bởi Trƣơng Thị Nga và ctv. (2007).

Giá trị DO trong nƣớc thải có xu hƣớng tăng theo thời gian đầu của thí nghiệm, do sự cung cấp oxy từ bên ngoài thông qua hệ thống nhu mô xốp trong thân và rễ sậy vào trong nƣớc thải. Theo Brix (1997) đƣợc trích dẫn bởi Trƣơng Thị Nga (2016) thực vật thủy sinh có cấu trúc dạng rỗng bên trong thân, rễ và có khả năng vận chuyển oxy từ không khí qua lá, thân xuống rễ, tiếp đó rễ sẽ phóng thích oxy ra môi trƣờng xung quanh rễ. Vào thời điểm gần cuối thí nghiệm giá trị DO có xu hƣớng giảm nhẹ, điều này phù hợp với nghiên cứu của Nguyễn Thành Lộc và ctv. (2015), tác giả đã chỉ ra rằng giá trị DO có xu hƣớng tâng dần theo thời gian đến ngày thứ 20 sau đó có chiều hƣớng giảm. Trong nghiên cứu của Đặng Quốc Cƣờng (2016), tác giả cho biết DO trong nƣớc thải ao cá Tra sau khi tƣới qua ruộng có sự giảm nhƣng không đáng kể, điều này đƣợc tác giả lý luận rằng có thể do các vi khuẩn hiếu khí ít sử dụng oxy để phân hủy các hợp chất hữu cơ, đồng thời quá trình quang hợp của cây không bù đắp lại kịp.

Kết quả thí nghiệm cho thấy giá trị pH đầu ra không có sự thay đổi so với đầu vào. Phù hợp với nghiên cứu sử lý nƣớc thải sinh hoạt của Lê Hoàng Nghiêm (2016a , giá tri pH đầu vào dao động từ 6,73-7,76 và pH đầu ra dao động từ 6,78-7,92. Nghiên cứu của Ngô Thụy Diễm Trang và Lâm Nguyễn Ngọc Hoa (2016), khi nghiên cứu đánh giá khả năng xử lý nƣớc thải ao nuôi cá Tra thâm canh của Vạn thọ Pháp lùn (Tagetes patula L.) và hoa Cúc (Chrysanthemum spp.), giá trị pH trong nƣớc thải nuôi cá sau khi xử lý của hai loài hoa qua các tuần thu mẫu có xu hƣớng cao hơn trong nƣớc thải đầu vào.

107

Bảng 4.19: Biến thiên các thông số chất lƣợng nƣớc trong thí nghiệm

T h ờ i g i a n

F

C h ỉ t i ê u

N g à y 3

N g à y 6

N g à y 1 2

N g à y 2 4

N g à y 3 6

N g à y 4 8

N g h i ệ m t h ứ c

p H

7 , 1 5 ± 0 , 0 5 a

7 , 1 5 ± 0 , 1 1 a

7 , 2 1 ± 0 , 0 8 a

6 , 9 8 ± 0 , 1 1 a b 7 , 0 1 ± 0 , 0 6 a b 6 , 8 4 ± 0 , 0 5 b

2 , 9 1 5 * *

1 3 4 4 ± 1 4 , 6 b

1 3 1 1 ± 8 , 0 8 b

1 2 2 9 ± 1 2 , 7 c

1 3 0 8 ± 1 5 , 6 b 1 8 1 0 ± 2 1 , 9 a

1 3 5 5 ± 2 3 , 7 b 1 5 1 , 7 4 7 * * *

E C (µS/cm)

7 1 , 1 7 ± 0 , 6 2 e 7 4 , 5 1 ± 0 , 6 6 d 7 9 , 0 1 ± 0 , 8 1 c 8 3 , 2 9 ± 0 , 7 9 b 8 7 , 1 2 ± 0 , 9 6 a 8 8 , 8 4 ± 0 , 6 8 a 8 4 , 7 9 5 * * *

7 8 , 8 3 ± 0 , 9 3 d 7 8 , 5 7 ± 0 , 6 1 d 8 2 , 0 8 ± 0 , 5 1 c 8 6 , 4 2 ± 0 , 6 1 b 9 0 , 5 8 ± 0 , 5 3 a 9 1 , 0 0 ± 0 , 8 8 a 6 3 , 7 2 4 * * *

2 , 9 9 ± 0 , 1 1 a

2 , 3 8 ± 0 , 1 4 b

2 , 9 7 ± 0 , 0 7 a

3 , 0 1 ± 0 , 0 7 a

2 , 8 5 ± 0 , 0 4 a

2 , 7 9 ± 0 , 0 5 a

7 , 2 4 4 * *

C O D (%) B O D 5 (%) D O (%)

5 3 , 6 5 ± 1 , 6 4 d 5 4 , 1 3 ± 2 , 4 2 d 7 0 , 5 7 ± 1 , 0 9 b 7 9 , 5 0 ± 1 , 5 7 a 6 9 , 6 8 ± 1 , 1 7 b 7 6 , 1 1 ± 0 , 9 8 a 4 9 , 6 7 2 * * *

5 0 , 5 3 ± 1 , 0 5 e 6 0 , 0 4 ± 0 , 2 2 d 6 3 , 7 9 ± 0 , 9 3 c 7 3 , 0 2 ± 1 , 1 9 a 5 9 , 3 8 ± 0 , 6 9 d 6 9 , 9 4 ± 0 , 4 8 b 9 4 , 4 0 5 * * *

T N (%) T P (%)

Đ ố i c h ứ n g

p H

6 , 2 4 ± 0 , 9 7 a

6 , 3 ± 0 , 1 6 a

6 , 2 3 ± 0 , 0 9 a

6 , 1 7 ± 0 , 0 5 a

6 , 1 2 ± 0 , 0 8 a

6 , 2 5 ± 0 , 0 5 a

1 , 1 6 2 *

1 4 2 8 ± 2 5 , 1 5 b 1 3 0 9 ± 1 0 , 2 1 d 1 2 3 5 ± 4 , 5 1 a

1 3 0 2 ± 7 , 7 6 d 1 3 3 7 ± 1 4 , 1 1 a 1 3 8 3 ± 4 , 0 4 c

5 5 5 , 6 4 6 * * *

7 , 2 6 ± 0 , 1 2 e

8 , 2 1 ± 0 , 0 7 b

9 , 1 6 ± 0 , 0 6 a

7 , 6 3 ± 0 , 0 5 d

6 , 8 1 ± 0 , 0 3 f

7 , 8 9 ± 0 , 0 3 c

4 3 7 , 2 0 5 * * *

8 , 7 1 ± 0 , 0 8 d

9 , 6 1 ± 0 , 2 3 c

1 0 , 1 9 ± 0 , 1 9 b 9 , 8 1 ± 0 , 0 6 b c 1 0 , 9 8 ± 0 , 1 9 a 9 , 6 9 ± 0 , 5 9 b c 2 0 , 5 1 9 * * *

1 , 7 2 ± 0 , 0 7 a b

1 , 8 1 ± 0 , 0 3 a

1 , 5 8 ± 0 , 0 4 b

1 , 8 7 ± 0 , 0 6 a

1 , 3 6 ± 0 , 1 8 c

1 , 3 5 ± 0 , 0 3 c

2 0 , 3 0 4 * * *

4 , 2 5 ± 0 , 0 9 a

3 , 4 3 ± 0 , 0 6 c

3 , 1 7 ± 0 , 0 4 d

4 , 1 3 ± 0 , 0 4 b

2 , 9 4 ± 0 , 0 6 e

4 , 0 8 ± 0 , 0 7 b

2 4 3 , 5 8 7 * * *

E C (µS/cm) C O D (%) B O D 5 (%) D O (%) T N (%)

3 , 3 3 ± 0 , 0 9 b

1 , 8 4 ± 0 , 1 2 e

2 , 2 7 ± 0 , 0 4 c

3 , 4 9 ± 0 , 0 2 a

2 , 2 6 ± 0 , 0 8 c

3 , 2 1 ± 0 , 0 4 b

2 7 3 , 2 6 8 * * *

T P (%)

Những giá trị trong cùng một hàng có ký tự a,b,c,.. giống nhau thì không khác biệt về mặt thống kê theo kiểm định Duncan, ***P<0,001

Hiệu quả xử lý các chất ô nhiễm trong nƣớc thải của sậy trong hệ thống đất ngập nƣớc kiến tạo chảy ngầm ngang theo thứ tự tổng đạm (TN , tổng lân (TP), BOD5 và COD lần lƣợt là 77,85%, 70,46%, 92,25% và 89,87% (Hình 4.42). Hiệu quả xử lý COD và BOD5 do hai cơ chế, một là tác dụng lọc vật lý của cát và hai là lọc sinh học của sậy. Hiệu quả khử COD và BOD5 tăng mạnh theo thời gian, đến thời điểm 36 ngày hiệu quả khử có dấu hiệu không tăng, điều này có thể giải thích khi Sậy càng gia tăng sinh khối thì càng tiếp tục hấp thu chất dinh dƣỡng có trong môi trƣờng nƣớc góp phần làm giảm nồng độ các chất này trong nƣớc thải. Tuy nhiên khi già đi, sậy rụng nhiều lá già và khô mà thành phần chủ yếu là cellulose sẽ phân hủy và làm tăng nồng độ COD trong nƣớc. Một số kết quả nghiên cứu khác cho thấy: hiệu suất khử BOD5, COD và TP trên 95% và TN trên 86% (Michał Marzec et al., 2018); hiệu suất khử BOD5 là 96%, COD là 96%,TP là 87% và TN là 55% (Anna Dębska et al., 2015). Hiệu suất loại bỏ chất hữu cơ của đất ngập nƣớc trồng sậy đối với COD

108

dao động từ 47,4-91% (78,1±12% và đối với BOD5 dao động từ 54,4-92,1% (79,2±9,9%) (Lê Hoàng Nghiêm, 2016a). Đặng Quốc Cƣờng và ctv. + và TP là 82,88% và 84,58% khi sử dụng (2014), cho biết hiệu quả xử lý NH4 đất ngập nƣớc trồng lúa để xử lý nƣớc ô nhiễm của ao ƣơng cá Tra (Pangasianodon hypophthalmus).

Hiệu quả loại bỏ TN trong các hệ thống dòng chảy dọc với sậy từ 24 đến 43% (Vymazal et al., 2007); Mai Tuấn Anh (2012) nghiên cứu về khả năng cải tạo nƣớc ao tù tại huyện Bình Chánh, TP. Hồ Chí Minh cho thấy hiệu suất xử lý tổng N là 77,58%; Nghiên cứu của Lê Hoàng Nghiêm (2016a), nồng độ TN giảm trong mô hình đất ngập nƣớc chủ yếu do quá trình nitrat hóa và khử +-N và TN là 42,4-83,5% nitrat, tác giả cho biết hiệu quả loại bỏ NH4 (68±8,5%) và 27,8-77,1% (54,9±10,5%). Theo Trƣơng Thị Nga (2016), hiệu quả xử lý TN của dòng chảy dọc thấp hơn dòng chảy ngang (HF) vì chỉ xuất hiện quá trình nitrat hóa. Có thể giải thích, cơ chế xử lý TN trong nƣớc thải do bộ rễ của Sậy phát triển tạo môi trƣờng cho vi sinh vật sinh trƣởng và tiến hành quá trình nitrate hóa, bên cạnh đó Sậy đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển oxy trong không khí đến vùng rễ thông qua hệ thống mô chuyển khí. Còn theo nhóm tác giả Nguyễn Thị Thảo Nguyên và ctv. (2012) khi nghiên cứu khả năng xử lý nƣớc nuôi thuỷ sản thâm canh bằng hệ thống đất ngập nƣớc kiến tạo đã kết luận hệ thống VF có thể loại bỏ 74% N và 69% P trong nƣớc bể nuôi cá trong khi hệ thống HF loại bỏ đƣợc 86% N và 72% P.

Nghiên cứu của Lê Hoàng Nghiêm và cộng sự (2016a) cho thấy hiệu quả 3--P và TP của mô hình đất ngập nƣớc kiến tạo là 20,7-54,8%

loại bỏ PO4 (39,87±8,15%) và 34,8-62,7% (50,5±6,7%).

Giữa sự phát triển sinh khối của sậy với nồng độ các chất ô nhiễm trong nƣớc thải có mối quan hệ với nhau. Sậy sống trong môi trƣờng nƣớc thải hấp thu dinh dƣỡng (nitrogen, phosphorus) tạo sinh khối đồng thời làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm. Các dƣỡng chất này cần đƣợc lấy ra khỏi hệ thống bằng cách thu hoạch thực vật định kỳ để tránh hiện tƣợng tái ô nhiễm từ các bộ phận sậy (thân, lá, rễ rơi rụng do bị thoái hoá. (Trƣơng Thị Nga và ctv., 2007)

Nhƣ vậy, Sậy sống trong môi trƣờng nƣớc thải hấp thu dinh dƣỡng (nitrogen, phosphorus) tạo sinh khối làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm. Các dƣỡng chất này cần đƣợc lấy ra khỏi hệ thông bằng cách thu hoạch thực vật định kỳ để tránh hiện tƣợng tái ô nhiêm từ các bộ phận của sậy (thân, lá, rễ) rơi rụng do bị thoái hoá.

109

Bảng 4.20: Mối quan hệ giữa sự phát triển của sậy với nồng độ các chất ô nhiễm

Ngày 3

Ngày 12

Ngày 24

Ngày 36

Ngày 48

Ngày 6

281,92

786,95

1.662,58

3.445,33

6.956,92

467,45

Sậy (g/m2)

Trƣớc

Sau xử

Hiệu

Trƣớc

Sau xử

Hiệu

Trƣớc

Sau xử

Hiệu

Trƣớc

Sau xử

Hiệu

Trƣớc

Sau xử

Hiệu

Trƣớc

Sau xử

Hiệu

Nƣớc

xử lý

lý

xử lý

lý

xử lý

lý

xử lý

lý

xử lý

lý

xử lý

lý

quả

thải

(%)

TN

103,13

47,80

53,65

99,87

45,81

54,13

64,4

18,96

70,57

62,30

12,77

79,50

95,9

29,07

69,68

103,04

24,62

76,11

(mg/L)

23,23

11,49

50,53

21,28

8,50

60,04

14,39

5,21

63,79

15,48

4,18

73,02

33,58

13,64

59,38

19,18

5,76

69,94

TP

(mg/L)

743

214,52

71,17

732

186,56

74,51

676

141,87

79,01

975

162,92

83,29

743

95,70

87,12

662

73,86

88,84

CODtb

(mg/L)

408

86,03

78,83

393

84,22

78,57

353

63,25

82,08

524

71,14

86,42

393

37,02

90,58

297

26,72

91,00

BOD5

(mg/L)

6,29

7,16

6,22

7,15

6,01

7,21

5,89

6,98

6,29

7,01

6,17

6,48

pH

1.428

1.344

1.298

1.311,67

1.247

1.229,33

1.283

1.308,33

1.749

1.810

1.389

1.355

EC

(µS/cm)

2,65

2,99

2,46

2,38

2,1

2,97

2,76

3,01

2,38

2,85

1.87

2,79

DO

(mg/L)

110

4.3.3.5. Ph n tích tƣơng quan và Mô hình dự báo xu thế tuyến tính

 Ph n tích tƣơng quan tuyến tính

Hình 4.26: Mối tƣơng quan tuyến tính giữa tích lũy TN trong sậy và hiệu quả xử lý COD

Hình 4.27: Mối tƣơng quan tuyến tính giữa tích lũy TP trong sậy và hiệu quả xử lý COD

111

Hình 4.28: Mối tƣơng quan tuyến tính giữa Sinh khối và TN, TP

Hình 4.29: Mối tƣơng quan tuyến tính giữa hiệu suất xử lý COD và TN, TP

112

Phƣơng trình tƣơng quan tuyến tính trong Hình 4.26 và Hình 4.27 cho thấy có sự tƣơng quan giữa hiệu quả xử lý COD với khả năng tích lũy đạm lân trong sậy, tuy nhiên mức độ tƣơng quan không cao, giá trị R2 nằm trong khoảng 0,579 cho đến 0,689.

Phƣơng trình:

R2 = 0,655 y(TN-thân) = 75,971 + 0,476x

R2 = 0,689 y(TN-rễ) = 76,064 + 0,847x

R2 = 0,579 y(TP-thân) = 76,940 + 2,762x

R2 = 0,608 y(TP-rễ) = 76,777 + 3,058x

Phƣơng trình tƣơng quan tuyến tính trong Hình 4.28 và Hình 4.29 cho thấy có sự tƣơng quan giữa hiệu suất xử lý COD với khả năng tích lũy đạm lân trong sậy, tuy nhiên mức độ tƣơng quan không cao, giá trị R2 nằm trong khoảng 0,6 cho đến 0,67. Nhƣng phƣơng trình tƣơng quan tuyến tính giữa Sinh khối và TN, TP lại có sự tƣơng quan rất cao, giá trị R2 nằm trong khoảng 0,985 – 0,998.

Phƣơng trình:

y(SK-TN) = 565,791 + 378,626x R2 = 0,998 y(SK-TP) = 1384,870 + 1897,157x R2 = 0,985 R2 = 0,67 y(COD-TN) = 75,983 + 0,306x

R2 = 0,6 y(COD-TP) = 75,854 + 1,45x

 Mô hình xu thế tuyến tính

Nhƣ vậy, theo nhƣ dự báo, nếu tiếp tục trồng sậy đến 72 ngày thì hiệu quả xử lý TN, TP COD và BOD5 có thể đạt đến giá trị 87,5%, 77,1%, 99,3% và 98,9%. Ở ngày thứ 96 của thí nghiệm, trọng lƣợng tƣơi của sậy có thể đạt đến 34.248g (so với ngày thứ 48 là 19.479g số liệu phân tích thực tế).

113

Bảng 4.21: Số liệu dự báo cho mô hình dự báo tuyết tính

Giá trị thực

Giá trị dự báo

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(7)

(1A)

(1Min)

(1Max)

(2A)

(2Min)

(2Max)

(3A)

(3Min)

(3Max)

(4A)

(4Min)

(4Max)

(5A)

(5Min)

(5Max)

(6A)

(6Min)

(6Max)

(7A)

(7Min)

(7Max)

(6)

Thời gian (ngày)

53,7

50,5

71,2

78,8

789,4

17,9

61,1

28,1

94,1

56,5

23,7

73,2

65,1

79,2

74,1

84,3

-1609,8

-13967,9

10748,3

11,6

5,3

89,2

81,3

14,7

-4,6

34,0

17,9

9,9

70,6

63,8

79,0

82,1

2203,5

19,0

27,9

65,5

35,8

59,9

30,4

82,5

77,9

2872,5

-8266,9

14011,9

17,1

11,4

87,1

95,2

89,4

77,5

84,8

70,3

28,3

10,9

45,7

22,8

79,5

73,0

83,3

86,4

4655,2

23,0

34,9

69,9

41,3

63,3

35,0

85,8

81,4

7354,9

-3347,5

18057,3

22,5

17,0

90,2

98,5

91,7

81,9

88,9

74,9

41,9

25,2

58,6

28,0

69,7

59,4

87,1

90,6

9646,9

28,1

57,9

74,3

44,6

104,0

66,8

37,2

86,2

79,0

89,1

84,5

93,7

11837,2

697,8

22976,6

28,0

22,3

55,5

38,1

96,3

93,5

72,8

33,7

76,1

69,9

88,8

91,0

19479,4

32,6

70,8

78,7

45,7

111,7

70,2

37,4

103,0

90,6

92,4

87,2

97,5

16319,6

3961,5

28677,6

33,4

27,1

98,6

82,5

69,1

49,8

88,3

39,8

85,7

83,1

45,3

120,9

73,7

36,1

111,2

94,9

104,2

95,6

89,8

20801,9

6643,9

34959,9

38,9

31,6

82,6

60,5

46,1

101,5

104,7

87,5

43,9

131,1

77,1

33,7

120,4

99,3

88,6

109,9

98,9

92,2

25284,2

8936,0

41632,4

44,4

36,0

96,2

70,7

52,7

105,7

121,7

91,9

41,8

142,1

80,5

30,7

130,4

29766,6

10973,8

48559,4

49,8

40,2

59,4

103,6

91,3

115,9

102,2

94,4

110,0

109,8

80,5

139,1

96,3

39,2

153,5

84,0

27,2

140,7

34248,9

12844,1

55653,8

55,3

44,3

66,2

108,0

94,0

121,9

105,5

96,6

114,3

123,4

90,0

156,8

Gh i c h ú:

(1 ), (1 A ), (1 M in ), (1 Ma x ): Hi ệu q u ả kh ử T N; D ự b á o h i ệu q u ả kh ử T N; C ậ n d ư ới g iá tr ị d ự b á o ; C ậ n tr ên g iá t r ị d ự b á o .

(2 ), (2 A ), (2 M in ), (2 Ma x ): Hi ệu q u ả kh ử TP; D ự b á o h i ệu q u ả kh ử T P; C ậ n d ư ới g iá tr ị d ự b á o ; C ậ n tr ên g iá t r ị d ự b á o .

(3 ), (3 A ), ( 3 M in ), (3 Ma x ): Hi ệu q u ả kh ử C OD; D ự b á o h i ệu q u ả kh ử CO D; Cậ n d ướ i g iá t r ị d ự b á o ; Cậ n t rên g iá t r ị d ự b á o .

(4 ), (4 A ), (4 M in ), (4 Ma x ): Hi ệu q u ả kh ử BO D 5; Dự b á o h i ệu q u ả kh ử B O D 5; Cậ n d ư ới g iá tr ị d ự b á o ; Cậ n t rên g iá t r ị d ự b á o .

(5 ), (5 A ), (5 M in ), (5 Ma x ): T r ọ n g l ư ợn g t ươ i; D ự b á o t rọ n g l ư ợn g tư ơ i; C ậ n d ư ới g iá tr ị d ự b á o ; C ậ n t rên g iá t r ị d ự b á o .

(6 ), (6 A ), (6 M in ), (6 Ma x ): T ỷ l ệ d iện tí ch kh o a n g ch u y ển kh í/d i ện tích l ắ t c ắ t n g a n g th â n s ậ y; D ự b á o t ỷ lệ d iện tí ch k h o a n g ch u y ển kh í/d i ện tí ch l ắ t c ắ t n g a n g th â n s ậ y; Cậ n d ư ới g iá t r ị d ự b á o ; C ậ n t rên g iá t r ị d ự b á o .

(7 ), (7 A ), (7 M in ), (7 Ma x): T ỷ lệ d iện tí ch kh o a n g ch u y ển kh í /d i ện tích l ắ t c ắ t n g a n g r ễ sậ y; D ự b á o t ỷ lệ d i ện t ích kh o a n g ch u y ển kh í/d i ện tí ch l ắ t c ắ t n g a n g r ễ sậ y; Cậ n d ướ i g iá tr ị d ự b á o ; C ậ n tr ên g iá tr ị d ự b á o .

114

Tóm lại:

Kết quả xử lý TN, TP, COD, BOD5 của hệ thống xử lý nƣớc thải theo mô hình đất ngập nƣớc chảy ngang đƣợc trồng bằng sậy hoàn toàn có khả năng xử lý loại nƣớc thải sơ chế gà rán đã qua tiền xử lý bằng phƣơng pháp ozone hóa.

Sậy trồng trong hệ thống phát triển tốt, sinh khối tƣơi tăng 24,69 lần so

với ban đầu.

Hiệu suất làm giảm chất ô nhiễm trong nƣớc thải đã qua tiền xử lý bằng phƣơng pháp ozone hóa của hệ thống đất ngập nƣớc chảy ngầm ngang sau 48 ngày thí nghiệm: COD là 88%, BOD5 là 91%, TN là 76% và TP là 70%.

Sậy sinh trƣởng và phát triển tốt, trọng lƣợng tƣơi đạt 6.956,92 g/m2,

chiều cao trung bình đạt 166cm.

Sậy hấp thu 11,22% TN và 8,88% TP trong nƣớc thải.

Tỷ lệ nhu mô xốp (diện tích khoang chứa khí/diện tích lát cắt ngang) ở

thân sậy tăng từ 9,91% lên 32,64% và ở rễ tăng từ 17,89% lên 70,81%.

Nƣớc thải sau khi đƣợc tiền xử lý bằng phƣơng pháp ozone hóa và đất ngập nƣớc chảy ngầm ngang đạt quy chuẩn QCVN 40:2011 cột B, đƣợc thể hiện trong Bảng 4.22.

Bảng 4.22: Chất lƣợng nƣớc sau xử lý (Thí nghiệm 7)

Thông số Giá trị QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B)

pH 6,84±0,09 5,5 – 9

27±5 50

BOD5 (mg/L) COD (mg/L) 74±8 150

TN (mg/L) 24,62±1,75 40

TP (mg/L) 5,77±0,16 6

4.3.4. Kết luận nội dung nghiên cứu 3

Nội dung nghiên cứu 3 đã thực hiện các thí nghiệm để chứng minh tính

hiệu quả của việc sử dụng phƣơng pháp thủy sinh thực vật xử lý nƣớc thải.

Nƣớc thải sau khi tiền xử lý bằng ozone có thể đƣa vào trực tiếp hệ thống

đất ngập nƣớc có trồng sậy.

Mật độ trồng sậy không gây ảnh hƣởng đáng kể đến hiệu quả xử lý nƣớc thải, tuy nhiên ở mật độ trồng 30 cây/m2 cho thấy sự phù hợp đối với sự sinh

115

trƣởng của sậy. Thí nghiệm chọn mật độ trồng 30 cây /m2 để lập mô hình dự báo xu thế tuyến tính để dự áo sự sinh trƣởng trong tƣơng lai của sậy.

Mô hình đất ngập nƣớc kiến tạo chảy ngầm ngang trồng sậy đã cho thấy

khả năng xử lý đƣợc các thành phần ô nhiễm trong nƣớc thải.

4.4. Nội dung nghiên cứu 4 – Đề xuất công nghệ xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán cho nhà máy Jollibee Việt Nam

4.4.1. Tính toán lƣ ng ozone phù h p

 lƣợng ozone cần cho cả hệ thống là:

15g Ozone/m3 x 75m3/ngày đêm = 1.125g ozone/ngày đêm

Chọn máy ozone có công suất 100g/h, chế độ chạy 12h/ ngày (chạy 4

tiếng nghỉ 4 tiếng).

Công suất tiêu thụ điện năng là 2kW/h  lƣợng điện hao phí 24kWh.

Thông số kỹ thuật máy tạo ozone:

Model: OBM-O100

Công suất: 100g/h Nồng độ: 70g/Nm3

Điện áp: 380V/50Hz 1phase/3phase Điện năng tiêu thụ: 2kw

Vỏ máy: Inox 304 Biến áp: cao tần

Điện cực: Giải nhiệt tự động Nhiệt độ xung quanh: 10-40C

Bộ phận làm giàu oxy trong không khí: 20lít/phút

4.4.2. Tính toán diện tích đất ngập nƣớc

Nhằm đảm bảo độ an toàn cũng nhƣ khả năng phòng ngừa sự cố, quyết định chia thành 3 modun để xây dựng hệ thống đất ngập nƣớc, mỗi modun có công suất xử lý 25m3/ ngày.

 Diện tích mặt ngang của mô h nh đất ngập nƣớc:

Trong đó:

- As: diện tích đất ngập nƣớc (m2). - Q: lƣu lƣợng theo ngày (m3/ngày).

116

- Ci: nồng độ BOD5 đầu vào (mg/l). - Ce: nồng độ BOD5 đầu ra (mg/l). - KBOD: hệ số đối với HF là 0,15m/ngày. - Ci = 400 mg/l là nồng độ BOD5 sau tiền xử lý bằng ozone. - Ce = 30 mg/l là nồng độ BOD5 QCVN 40:2011/BTNMT (cột A)

 Diện tích mặt ngang của diện tích đất ngập nƣớc:

⁄

Trong đó:

- Ac: diện tích mặt ngang của mô hình đất ngập nƣớc (m2). - Qs: lƣu lƣợng trung bình (m3/s). - Kf: hệ số thấm khi thực vật phát triển (m/s) là 1.10-3 – 3.10-3. - Chọn Kf = 3.10-3 - dH/ds: độ dốc (m/m). Chọn dH/ds = 1%

 Chiều rộng của mô hình:

Trong đó: H là chiều cao mực nƣớc của mô hình (chọn 1,1m).

 Chiều dài của mô hình:

Vậy kích thƣớc mô hình là Dài x Rộng x Cao = 50m x 9m x 1,3m.

 Thời gian lƣu nƣớc (HRT)

Trong đó:

- HRT: thời gian lƣu nƣớc (ngày). - L: chiều dài bể (m). - W: chiều rộng bể (m). - : độ xốp vật liệu (cát thô có độ xốp là 0.39). - Qd: lƣu lƣợng nƣớc thải (m3/ngày).

 Tải trọng thuỷ lực (HLR)

⁄ ⁄

117

Trong đó:

- HLR: tải trọng thuỷ lực (m/ngày). - L: chiều dài bể (m). - W: chiều rộng bể (m). - Qd: lƣu lƣợng nƣớc thải (m3/ngày).

 Tải trọng TN (OLR_TN)

⁄

Trong đó:

- OLR_TN: tải trọng TN (kgTN/m2.ngày). - L: chiều dài bể (m). - W: chiều rộng bể (m). - Qd: lƣu lƣợng nƣớc thải (m3/ngày). - Ci: Nồng độ TN đầu vào (mg/L).

 Tải trọng hữu cơ (OLR_BOD5)

⁄

Trong đó:

- OLR: tải trọng hữu cơ (kgBOD5/m2.ngày). - L: chiều dài bể (m). - W: chiều rộng bể (m). - Qd: lƣu lƣợng nƣớc thải (m3/ngày). - Ci: Nồng độ BOD5 đầu vào (mg/L).

Nhƣ vậy, nếu mô hình có kích thƣớc Dài x Rộng x Cao = 50m x 9m x 1,3m  Tải trọng là 231,64kgBOD/ha.ngày > 142 kgBOD/ha.ngày  không thỏa điều kiện.

Vì vậy chọn kích thƣớc mô hình là Dài x Rộng x Cao = 52m x 14m x  HRT = 6,65 ngày; HLR = 5,79cm/ngày; OLR =

1,3m 137,36kgBOD/ha.ngày.

4.4.3. Tính toán hiệu quả xử lý Coliform của hệ thống đất ngập nƣớc

Trong nghiên cứu xử lý nƣớc thải sinh hoạt bằng ozone kết hợp điện cực của Gelavizh Barzegar et al. (2019), nhóm tác giả đã chỉ ra rằng với thời gian phản ứng 60 phút, liều lƣợng ozone 47,4mg/L thì hiệu quả xử lý tổng Coliforms là 86% (trƣớc thí nghiệm 2 – 5 x 107 CFU/100mL và sau thí nghiệm là 1,9 – 4,1 x 104)

118

Ngoài ra, Rivera et al. (1995) khẳng định Phragmites và Typha có khả năng loại bỏ 35-91% vi khuẩn E.coli. Đồng quan điểm đó, Kadlec and Knight (1996 đã tổng hợp nhiều nghiên cứu cho thấy hiệu quả của việc loại bỏ coliforms trong các hệ thống đất ngập nƣớc khác nhau, và có hơn 90% coliforms và hơn 80% số liên cầu khuẩn trong phân đƣợc loại bỏ trong đất ngập nƣớc. Các nghiên cứu ở Queensland, Úc (QDNR, 2000), cho thấy rằng các vùng đất ngập nƣớc đƣợc xây dựng có thể loại bỏ 95% mầm bệnh. (Ahmed A. Khakafallah et al., 2017)

Nồng độ Coliforms trong nƣớc thải sơ chế gà rán trƣớc khi tiền xử lý bằng ozone và điện cực là 2,4 x 108 Coliform/100mL, giả sử hiệu quả xử lý chỉ đạt là 80% thì nồng độ Coliforms sẽ là 2,4 x 107 Coliform/100mL.

Nồng độ Coliforms sau khi qua hệ thống đất ngập nƣớc:

- Ci: 2,4 x 107 Coliform/100mL - t: 6,65 ngày - KT: 1594,08 (Sundaravadiel and Vigneswaran, 2001 đƣợc trích dẫn bởi Lê

Hoàng Nghiêm, 2016b)

- n: 1 đơn nguyên - Nhiệt độ: 30oC

Hiệu suất xử lý Coliforms:

Với nồng độ Coliforms là 4.528 CFU/100mL đạt tiêu chuẩn xả thải vào

hệ thống xử lý nƣớc thải tập trung của KCN Tân Kim.

4.4.4. Phƣơng án sử dụng đất cho hệ thống đất ngập nƣớc

Nhà máy Jollibee tại Long An có tổng diện tích Sđất Jollibee = 6.160 m2,

trong đó:

- Diện tích cây xanh: 1.232 m2 (Thông tƣ số 22/2019/TT-BXD về việc ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về Quy hoạch xây dựng thì tỷ lệ đất trồng cây xanh tối thiểu trong các lô đất xây dựng công trình nhà máy là 20%).

- Diện tích dùng để xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải 50m3/ngày:

500 m2 (chiếm 8,2% Sđất Jollibee)

119

- Diện tích dùng để xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải 75m3/ngày:

1.000 m2 (chiếm 16,2% Sđất Jollibee)

- Diện tích dùng để xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải

100m3/ngày: 1000 m2 (chiếm 16,2% Sđất Jollibee)

Với mức phát thải hiện hữu của nhà máy là 73m3/ngày thì diện tích đất đƣợc sử dụng cho 03 mô đun đất ngập nƣớc theo tính toán là 2.184 m2 (52m x 14m x 3 mô đun), chiếm khoảng 35,5% Sđất Jollibee

 Nhƣ vậy, diện tích đất sử dụng cho mục đích trồng cây xanh và công trình xử lý nƣớc thải hiện hữu của nhà máy Jollibee đáp ứng đƣợc việc xây dựng hệ thống đất ngập nƣớc. (20% + 16,2% = 36,2% > 35,5%)

4.4.5. Thời điểm thu hoạch sậy

Ahmed A. Khakafallah et al. (2017) cho rằng khả năng loại bỏ chất ô nhiễm của sậy tốt nhất khoảng 3 tháng tuổi ở lần cắt thứ nhất và thứ hai; đồng thời khuyến khích thu hoạch sậy ở tháng thứ 6. Bên cạnh đó, theo Jan Vymazal (2007 đƣợc trích dẫn bởi Trƣơng Thị Phƣơng Thảo và Ngô Thụy Diễm Trang (2013) thu hoạch thực vật là một trong những cơ chế loại bỏ hoàn toàn N ra khỏi hệ thống. Đây là cơ sở để quyết định chọn thời điểm thu hoạch sậy. Theo Lê anh Tuấn và ctv. (2009) thì việc thu hoạch cây cỏ hằng năm là một trong các việc quản lý tiêu biểu ở một khu đất ngập nƣớc kiến tạo. Sau mỗi mùa tăng trƣởng, cây cỏ cần thu hoạch để tránh khả năng choán chỗ khi cây chết đi. Thƣờng cây sậy có thể thu hoạch mỗi 6 tháng bằng cách cắt bỏ phần thân phía trên gốc. Sậy thu hoạch có thể dùng nhƣ nguồn chất đốt để đun nấu, nuôi gia súc hoặc là nguồn nguyên liệu cho công nghiệp giấy. Trong suốt kỳ hồi phục của cây, tiến trình xử lý nƣớc thải không bị ảnh hƣởng do hệ thống rễ cây vẫn còn giữ nguyên lại. Trong Bảng 4.21 mô hình xu thế tuyến tính, dự báo nếu tiếp tục trồng sậy đến 96 ngày thì hiệu quả xử lý TN, TP có thể đạt đến giá trị 96,3%, 84,1%, riêng COD và BOD5 xem nhƣ xử lý hoàn toàn. Ở ngày thứ 96 của thí nghiệm, trọng lƣợng tƣơi của sậy có thể đạt đến 34.248g/hệ (so với số liệu phân tích thực tế ngày thứ 48 là 19.479g/hệ).

Nhƣ vậy việc thu hoạch sậy nên diễn ra khoảng 03 đến 06 tháng 1 lần nhằm loại bỏ các chất ô nhiễm khỏi hệ thống bằng cách cắt phần thân trên của sậy.

4.4.6. Tận dụng sinh khối của sậy

Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu đốt sậy để thu nhiệt sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, ở Đức nhóm tác giả Marco Politeo et al. (2011) đã nghiên cứu đốt sậy (Phragmites australis) và nhiệt lƣợng thu đƣợc là 12

120

MJ/kg sậy khô; Trong khi đó, nghiên cứu tại Phần Lan của Martti Komulainen et al. (2008 khi đốt sậy (Thành phần nguyên tố của sậy: 47,5%C; 5,6%H; 0,3%N; 43,3%O; 0,04%S và 0,11%Cl) thì cho kết quả là 18,92 MJ/kg sậy khô; Và nghiên cứu của Brendan D. Carson et al. (2018) ở Mỹ cho biết nhiệt lƣợng thu đƣợc khi đốt sậy (Phragmites australis) là 17,23 MJ/kg sậy khô.

Với kết quả ở thí nghiệm 7 của luận án, sinh khối khô của sậy thu đƣợc sau 48 ngày thí nghiệm là 1.092kg/m2, với diện tích hệ thống đất ngập nƣớc tính toán là 2.184m2. Chọn thông số nhiệt lƣợng đốt sậy thấp nhất (12MJ/kg; 17,23MJ/kg và 18,92MJ/kg trong các lƣợc khảo tài liệu bên trên, có thể tạm tính nhiệt lƣợng thu đƣợc nhƣ sau:

Nhiệt lƣợng thu đƣợc = 12MJ/kg x 1.092kg/m2 x 2.184m2 = 28.619 MJ

4.4.7. Đề xuất công nghệ xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán cho nhà máy Jollibee Việt Nam

Nƣớc thải của quá trình sơ chế gà rán đƣợc dẫn qua Song chắn rác để loại bỏ các tạp chất có kích thƣớc lớn (thịt vụn, xƣơng, da … trƣớc khi vào hố thu. Loại bỏ những tạp chất có kích thƣớc lớn nhằm bảo vệ những thiết bị nhƣ máy bơm ở những quy trình phía sau và để đảm bảo cho quá trình tiền xử lý đạt hiệu quả tối ƣu. Sau khi nƣớc thải đƣợc đƣa vào Hố thu, tại đây bố trí một máy bơm để bơm nƣớc thải vào thiết bị phản ứng (bể Tiền xử lý). Trong bể Tiền xử lý sẽ đƣợc sục khí ozone đồng thời có điện cực. Tại đây sẽ xảy ra phản ứng oxy hoá các chất ô nhiễm, cắt/ phân chia những mạch carbon dài thành những mạch carbon ngắn nhằm phục vụ cho quá trình xử lý bằng hệ thống đất ngập nƣớc. Kiểm soát nồng độ COD và BOD5 đầu ra và tỷ lệ BOD5/COD, pH sao cho phù hợp với hệ thống đất ngập nƣớc. Nƣớc thải sau khi tiền xử lý sẽ đƣợc dẫn vào hệ thống đất ngập nƣớc nhân tạo có trồng sậy để tiến hành quá trình xử lý cuối cùng. Sau khi ra khỏi hệ thống đất ngập nƣớc kiến tạo nƣớc thải đạt tiêu chuẩn xả thải QCVN 40:2011 – cột B, tiếp tục dẫn về hệ thống xử lý nƣớc thải tập trung của Khu công nghiệp Tân Kim.

121

Nƣớc thải

Hệ thống tủ điện SCR

Hố thu Nƣớc thải

Đƣờng điện

Điện cực

Máy ozone (công suất 100gO3/h) Thiết bị phản ứng Đƣờng khí

Hệ thống đất ngập nƣớc kiến tạo chảy ngầm ngang

Hệ thống XLNT tập trung của KCN Tân Kim

Hình 4.30: Công nghệ xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán Jollibee.

4.4.8. Tính kinh tế của công nghệ đề xuất

Trên cơ sở kết quả nghiên cứu, chi phí đầu tƣ và vận hành hệ thống xử lý nƣớc thải của nhà máy Jollibee đƣợc tính toán sát với thực tế, bao gồm những công trình và thiết bị đƣợc thể hiện trong Bảng 4.23.

122

Bảng 4.23: Tính toán chi phí đầu tƣ xây dựng và vận hành hệ thống xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán Jollibee.

Nội dung Giá tiền (VNĐ)

Chi phí đầu tƣ 1.782.000.000

1 220.000.000

Chi phí đầu tƣ hệ thống cung cấp ozone (chọn máy ozone hiệu OBM công suất 100g/h)

2 Bồn chứa nƣớc thải (chống ăn mòn, dung tích 25m3) 200.000.000

3 1.200.000.000

Chi phí đầu tƣ hệ thống Wetland (03 môđun, 400.000.000 đồng/ môđun

4 Chi phí dự phòng (10% của mục 1, 2 và 3) 162.000.000

Chi phí vận hành (VNĐ/tháng) 61.060.000

1 20.000.000

Chi phí nhân công vận hành (02 nhân công, lƣơng khoán 10.000.000 VNĐ/ nhân công)

2 2.160.000

Chi phí điện năng vận hành sử dụng cho máy ozone (24 kWh x 3.000 đồng/kWh x 30 ngày/ tháng)

(Giá điện công nghiệp: 2.759 – 3.076 VNĐ/kWh, nguồn: https://www.evn.com.vn)

3 Chi phí bảo dƣỡng công trình 370.000

Theo Thông tƣ 03/2017/TT-BXD, hệ số từ 0,18- 0,25% chi phí đầu tƣ/năm , chọn hệ số là 0,25%

(1.782.000.000 x 0,25%)/ 12 tháng

4 3.830.000

Chi phí thuê đất trong KCN (VNĐ/tháng 80USD/m2/40 năm (tỷ giá 23.000VNĐ = 1 USD). 75m3/ngày 1.700VNĐ/m3 1000 m2 (Trong mục 4.4.4)

5 Chi phí khác (nƣớc sạch, điện sinh hoạt,… 5.000.000

6 Chi phí vốn vay + lãi suất ngân hàng (VNĐ/tháng 29.700.000

10%/năm * 1.782.000.000VNĐ

Thời gian khấu hao 10 năm

123

Để thấy đƣợc tính kinh tế khi ứng dụng giải pháp do luận án đề xuất vào thực tế tại nhà máy Jollibee, Bảng 4.24 thể hiện sự so sánh chi phí đầu tƣ và vận hành giữa công nghệ hiện hữu và công nghệ đề xuất.

Bảng 4.24: So sánh hiệu quả kinh tế.

Nội dung

Công nghệ hiện hữu (75m3/ ngày) Công nghệ đề xuất (75m3/ ngày)

1 Chi phí đầu tƣ (VNĐ) 2.775.000.000 1.782.000.000

2 Chi phí vận hành 46.350.000 27.530.000

(VNĐ/ tháng)

1.110.000.000 420.000.000

3 Chi phí tái đầu tƣ thiết bị sau 5 năm (VNĐ)

1.665.000.000 1.200.000.000

4 Chi phí tái đầu tƣ xây dựng sau 10 năm (VNĐ)

5 Chi phí thuê đất KCN 3.830.000 3.620.000

(VNĐ/ tháng)

5.550.000.000 3.564.000.000

6 Chi phí vốn vay + lãi hàng ngân

suất (VNĐ/10 năm

42.800 27.200

7 Chi phí vận hành 01 thải nƣớc - Điện: 6.000

- Hóa chất: 2.500 m3 (VNĐ/m3) - Nhân công: 7.100

- Xử lý bùn: 5.000 thải - Thuê đất: 1.700 61.060.000VNĐ/(30 ngày*75m3) Nếu không tính lãi vay và thuê đất thì chi phí xử là lý nƣớc 12.500 VNĐ/m3 - Lãi vay: 20.500

124

Bảng 4.25: Ứng dụng cho các công trình tƣơng tự

Nội dung

Công suất 50m3/ngày

Công suất 75m3/ngày

Công suất 100m3/ngày

Chi phí đầu tƣ (VNĐ)

1.226.500.000

1.782.000.000

2.222.000.000

115.000.000

220.000.000

1 Chi phí đầu tƣ hệ thống

cung cấp ozone

Máy OBM-O050

Máy OBM-O100

2 Bồn chứa nƣớc

200.000.000

thải (chống ăn mòn, dung tích 25m3)

3 Chi phí đầu tƣ hệ thống

800.000.000

1.200.000.000

1.600.000.000

Wetland

4 Chi phí dự phòng (10%

111.500.000

162.000.000

202.000.000

của mục 1, 2, 3)

phí

vận

hành

47.651.000

61.060.000

72.093.000 Chi (VNĐ/tháng)

Chi phí vận hành (VNĐ/m3)

31.767

27.200

24.031

1 Chi phí nhân công vận

20.000.000

hành

2.025.000

2.160.000

2.700.000

(1,5kWh*15h)

(2kWh*12h)

(2kWh*15h)

2 Chi phí điện năng vận hành sử dụng cho máy ozone (VNĐ/tháng

256.000

370.000

460.000

3 Chi phí bảo dƣỡng công trình (VNĐ/tháng)

Tổng diện tích đất (m2)

1.456

2.184

2.912

5 Chi

phí

thuê

đất

(VNĐ/tháng

1.920.000 500 m2

3.830.000 1000 m2

6.900.000 1800 m2

Diện tích cần thuê dành cho XLNT (giải thích ở mục 4.4.4)

6 Chi phí khác

3.000.000

5.000.000

(nƣớc sạch, điện sinh hoạt,… (VNĐ/tháng

7 Chi phí vốn vay + lãi hàng

20.450.000

29.700.000

37.033.000

ngân suất (VNĐ/tháng

125

CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

5.1. Kết luận

Nƣớc thải sơ chế gà rán từ nhà máy Jollibee có nồng độ COD, BOD5, TN và TP dao động trong khoảng 1.345-1.425mg/L, 570-600mg/L, 120-140mg/L và 28-40mg/L. Lƣu lƣợng phát thải 70 – 75 m3/ ngày đêm.

Thông số tối ƣu đề xuất cho quá trình tiền xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán bằng phƣơng pháp ozone hóa: Giá trị pH = 7; Lƣợng ozone là 0,3g/h, điện cực than có hiệu điện thế 12V; Thời gian phản ứng là 60 phút. Hiệu suất xử lý nƣớc thải sau quá trình tiền xử lý cho thấy COD đạt 45 – 55%, BOD5 đạt 10 – 30%, và tỷ lệ BOD5/COD dao động từ 0,52 – 0,71.

Nƣớc thải sau giai đoạn tiền xử lý có thể dùng để tƣới trực tiếp vào hệ thống đất ngập nƣớc chảy ngầm ngang. Mật độ đề xuất trồng là 30 cây/m2. Sau 48 ngày thí nghiệm: Hiệu suất làm giảm chất ô nhiễm trong nƣớc thải đã qua tiền xử lý bằng phƣơng pháp ozone hóa của hệ thống đất ngập nƣớc chảy ngầm ngang cho thấy COD là 88%, BOD5 là 91%, TN là 76% và TP là 70%; Sậy sinh trƣởng và phát triển tốt, trọng lƣợng tƣơi đạt 6.956,92 g/m2, chiều cao trung bình đạt 166cm; Sậy hấp thu 11,22% TN và 8,88% TP trong nƣớc thải. Tỷ lệ nhu mô xốp (diện tích khoang chứa khí/diện tích lát cắt ngang) ở thân sậy tăng từ 9,91% lên 32,64% và ở rễ tăng từ 17,89% lên 70,81%. Đề xuất thời gian thu hoạch bớt sinh khối sậy là 48 ngày, tối đa là 60 ngày.

Xác định đƣợc mối tƣơng quan và dự báo chuỗi thời gian thông qua các thí nghiệm của quá trình tiền xử lý bằng phƣơng pháp ozone hóa, mô hình hồi quy tổng quát có dạng:

Y = α + α1*X1 + α2*X2 + 

Hiệu suất xử lý = α + α1*Lƣợng ozone + α2*Thời gian + 

Xác định đƣợc mối tƣơng quan và dự báo chuỗi thời gian thông qua các thí nghiệm của quá trình tiền xử lý bằng sậy, mô hình hồi quy tổng quát có dạng:

Y’ = β + β1*Z1 + β2*Z2 + β3*Z3 + ’

Hiệu suất xử lý = β + β1*Lƣợng nƣớc thải + β2*Nồng độ + β3*Thời gian + ’

Kết quả nghiên cứu đã khẳng định hiệu quả của việc kết hợp phƣơng pháp ozone hóa và phƣơng pháp đất ngập nƣớc trong xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán. Đồng thời, kết quả nghiên cứu còn có thể làm cơ sở ứng dụng ở những loại hình phát thải tƣơng tự.

126

5.2. Kiến nghị

Nghiên cứu sử dụng những phƣơng pháp oxy hóa nâng cao khác hoặc kết hợp nhiều phƣơng pháp để có thể rút ngắn thời gian phản ứng của giai đoạn tiền xử lý nƣớc thải.

Nghiên cứu kết hợp hệ thống đất ngập nƣớc chảy dọc (VF – Vertical flow) với hệ thống đất ngập nƣớc chảy ngầm ngang (HF – Horizontal flow để giảm diện tích đất sử dụng cho quá trình xử lý nƣớc thải.

Nghiên cứu kết hợp phƣơng pháp sử dụng ozone có tác nhân điện cực với sậy trồng trong hệ thống đất ngập nƣớc để xử lý nƣớc thải của loại hình sơ chế gà rán hoặc các loại nƣớc thải có thành phần và tính chất tƣơng tự nƣớc thải sơ chế gàn rán Jollibee.

Nghiên cứu khả năng tận dụng sinh khối sậy để thu hồi năng lƣợng.

127

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

Bùi Hồng Hải, 2016. Ảnh hƣởng của thủy canh đến các đặc điểm cấu trúc hệ rễ ở các giống cây họ cà so với trồng trong đất. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, số chuyên đề: Nông nghiệp, 3: 1 – 10.

Bùi Thị Kim Anh, Nguyễn Văn Thành, Nguyễn Hồng Chuyên và Bùi Quốc Lập, 2019a. Phân tích, đánh giá khả năng ứng dụng của bãi lọc trồng cây nhân tạo để xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn sau Biogas. Tạp chí Khoa học Thuỷ lợi và Môi trường, số 66: 10 – 15.

Bùi Thị Kim Anh, Nguyễn Văn Thành, Phạm Thƣơng Giang và Đặng Đình Kim, 2019b. Nghiên cứu sử dụng cây sậy (Phragmites australis) và cây rau muống (Ipomoea aquatica) trong xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn sau biogas bằng bãi lọc trồng cây nhân tạo. Tạp chí Sinh học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VAST), số 41: 327 – 335.

Bùi Trung Kha, 2014. Hiệu quả xử lý nƣớc thải sinh hoạt của hệ thống đất ngập nƣớc kiến tạo bằng cây rau Nghễ. Tạp chí Khoa học Công nghệ, số 14: 19 – 22.

Cao Ngọc Điệp, Trần Thị Thƣa và Hà Thanh Toàn, 2015. Ứng dụng vi khuẩn chuyển hóa nitơ Pseudomonas stutzeri và vi khuẩn tích lũy polyphosphate Bacillus subtilis để loại bỏ đạm, lân trong quy trình xử lý nƣớc thải lò giết mổ gia cầm. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, số 37(1): 18 – 31.

Đặng Quốc Cƣờng, Trƣơng Thị Nga và Trần Thị Diễm Phúc, 2014. Hiệu quả sử dụng đất ngập nƣớc trồng lúa để xử lý nƣớc ô nhiễm của ao ƣơng cá tra (pangasianodon hypophthalmus). Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, số (3): 9 – 14.

Đặng Quốc Cƣờng, 2016. Sử dụng nƣớc thải trong ao nuôi thâm canh cá tra để tƣới lúa. Luận án Tiến sĩ Chuyên ngành Môi trƣờng Đất và Nƣớc. Trường Đại học Cần Thơ. Cần Thơ.

Hà Xuân Linh và Phan Đức Cảnh, 2018. Nghiên cứu khả năng sinh trƣởng và hấp thu một số kim loại nặng (KLN) của cây sậy (Phragmites australis trên đất sau khai thác khoáng sản của nhà máy photpho tại tỉnh Lào Cai. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Thái Nguyên, số 181(5): 137 – 141.

128

Hoàng Thị Mỹ Hằng và Nguyễn Thị Phƣơng Nhi, 2018. Khảo sát khả năng loại một số chất ô nhiễm trong nƣớc thải giết mổ gia súc của cỏ vetiver dƣới dạng thủy canh. Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế, số 13(2): 191 – 201.

Hoàng Trọng và Chu Nguyễn Mộng Ngọc, 2008. Phân tích dữ liệu nghiên cứu với SPSS tập 1. Nhà xuất bản Hồng Đức. Thành phố Hồ Chí Minh, 296 trang.

Lê Anh Tuấn, Lê Hoàng Việt và Guido Wyseure, 2009. Đất ngập nƣớc kiến tạo (Constructed wetland). Nhà xuất bản Nông nghiệp. Sách đƣợc xuất bản trong khuôn khổ dự án VLIR-E2 (Việt Nam – Bỉ), 97 trang.

Lê Anh Tuấn, 2011. Xác định lƣợng thoát hơi nƣớc của sậy bằng phƣơng trình cân bằng nƣớc ở khu đất ngập nƣớc kiến tạo chảy ngầm. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, số 17a: 86 – 92.

Lê Anh Tuấn, Johan Dure và Guido Wyseure, 2012. Xác định lƣu tốc của dòng chảy nƣớc thải qua vùng rễ khu đất ngập nƣớc kiến tạo chảy ngầm bằng phƣơng pháp lƣu vết. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, số 22a: 49 – 57.

Lê Công Nhất Phƣơng, Lê Thị Cẩm Huyền và Nguyễn Huỳnh Tấn Long, 2012. Xử lý Ammonium trong nƣớc thải giết mổ bằng việc sử dụng kết hợp quá trình nitrit hóa một phần/Anammox. Tạp chí Sinh học, số 34(3SE): 105 – 110.

Lê Diễm Kiều, Nguyễn Văn Na, Nguyễn Thị Trúc Linh, Phạm Quốc Nguyên, Hans Brix và Ngô Thụy Diễm Trang, 2017. Ảnh hƣởng của mật độ trồng đến sinh trƣởng và khả năng hấp thu đạm, lân của cỏ mồm mỡ (Hymenachne acutigluma). Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, số chuyên đề Môi trƣờng và biến đổi khí hậu: 13 – 21.

Lê Diễm Kiều, 2019. Nghiên cứu khả năng giảm đạm, lân của Mồm mỡ (Hymenachne acutigluma) trong nƣớc thải ao nuôi thâm canh cá Tra. Luận án Tiến sĩ Chuyên ngành Môi trƣờng Đất và Nƣớc. Trường Đại học Cần Thơ. Cần Thơ.

Lê Hoàng Nghiêm, 2016a. Báo cáo tổng hợp “Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý nƣớc thải của đất ngập nƣớc kiến tạo với các loại thực vật nƣớc địa phƣơng và áp dụng thí điểm ở khu vực Tây Nam Bộ, mã số: TNMT.04.61/10- 15). Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường TP.HCM. Đề tài Khoa học và công nghệ cấp Bộ: 123 trang.

129

Lê Hoàng Nghiêm, 2016b. Sổ tay thiết kế, vận hành và bảo trì công trình đất ngập nƣớc kiến tạo dòng chảy ngầm theo phƣơng ngang xử lý nƣớc thải (Sản phẩm của đề tài nghiên cứu khoa học”Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý nƣớc thải của đất ngập nƣớc kiến tạo với các loại thực vật nƣớc địa phƣơng và áp dụng thí điểm ở khu vực Tây Nam Bộ, mã số: TNMT.04.61/10-15). Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường TP.HCM: 66 trang.

Lê Hoàng Việt, Nguyễn Võ Châu Ngân, Nguyễn Thị Mỹ Phƣơng và Đặng Thị Thúy, 2014a. Nghiên cứu xử lý nƣớc thải lò giết mổ bằng phƣơng pháp keo tụ quy mô phòng thí nghiệm và mô hình bể keo tụ tạo bông kết hợp lắng. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, số 34: 108 – 118.

Lê Hoàng Việt, Nguyễn Võ Châu Ngân, Lƣu Trọng Tác và Lê Thị Bích Vi, 2014b. Đánh giá hiệu quả xử lý nƣớc thải giết mổ gia súc tập trung của đĩa quay sinh học và lồng quay sinh học. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, số 35: 46 – 53.

Lê Hoàng Việt, Lê Thị Chúc Ly, Cao Thị Kim Ngọc và Nguyễn Võ Châu Ngân, 2017. Sử dụng đất ngập nƣớc xử lí nƣớc thải sinh hoạt và tạo cảnh quan. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Sư phạm TP HCM, số 14(3): 162 – 175.

Lê Hoàng Việt, Nguyễn Lam Sơn, Huỳnh Lƣơng Kiều Loan và Nguyễn Võ Châu Ngân, 2019. Nghiên cứu xử lý nƣớc thải y tế bằng phản ứng fenton/ozone kết hợp lọc sinh học hiếu khí. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, số 55(1A): 14 – 22.

Lê Mỹ Hạnh, Nguyễn Thanh Bình và Trƣơng Hoàng Đan, 2019. Nghiên cứu khả năng xử lý nƣớc thải nhà máy mía đƣờng của cây Mái dầm (Cryptocoryne ciliata Wydler). Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam, số 61(6): 59 – 65.

Lê Ngọc Kim Ngân và Nguyễn Phƣớc Dân, 2017. Ứng dụng lọc sinh học nhỏ giọt kết hợp tiền oxy hóa bằng ozone để xử lý ammonia, sắt và carbon hữu cơ hòa tan trong nƣớc sông Sài Gòn. Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ, 20(M2): 57 – 65.

Mai Hùng Thanh Tùng và Nguyễn Thị Diệu Cẩm, 2017. Xử lý chất hữu cơ và amoni trong nƣớc thải chế biến sữa bằng phƣơng pháp lọc sinh học hiếu khí kết hợp với thực vật. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, số 33(2): 74 – 80.

Mai Tuấn Anh, 2012. Nghiên cứu ứng dụng thí điểm công nghệ phục hồi nƣớc mặt bị ô nhiễm trên địa bàn Bình Chánh Thành phố Hồ Chí Minh, trình bày tại Hội thảo quốc tế về Môi trƣờng và Tài nguyên Thiên nhiên (IC ENR).

130

Minh Anh, 2021. Lĩnh vực thức ăn nhanh đang "lên ngôi".

https://nhipcaudautu.vn/kinh-doanh/linh-vuc-thuc-an-nhanh-dang-len-ngoi- 3339464, truy cập ngày 29/4/2021.

Ngô Thị Thuận, Phạm Vân Hùng và Nguyễn Hữu Ngoan, 2006. Giáo trình nguyên lý thống kê kinh tế. Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, Hà Nội, 118 trang.

Ngô Thụy Diễm Trang và Hans Brix, 2012. Hiệu suất xử lý nƣớc thải sinh hoạt của hệ thống đất ngập nƣớc kiến tạo nền cát vận hành với mức tải nạp thủy lực cao. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, số 21b: 161 – 171.

Ngô Thuỵ Diễm Trang và Lâm Nguyễn Ngọc Hoa, 2016. Khả năng xử lý nƣớc thải ao nuôi cá tra thâm canh của vạn thọ (Tagetes patula L.) và cúc (Chrysanthemum spp.). Tạp chí Khoa học trường Đại học An Giang, số 11: 102 – 109.

Nguyễn Ái Lê và Lê Thị Mộng Trinh, 2018. Ứng dụng mô hình đất ngập nƣớc nhân tạo trồng cỏ Vetiver và cỏ sậy để xử lý nƣớc rỉ rác. Tạp chí phát triển Khoa học & Công nghệ: chuyên san Khoa học Tự nhiên, số 5(2): 177 – 183.

Nguyễn Công Mạnh, Phan Văn Minh, Nguyễn Tri Quang Hƣng, Phan Thái Sơn và Nguyễn Minh Kỳ, 2019. Nghiên cứu đánh giá hiệu quả ứng dụng công nghệ đất ngập nƣớc kiến tạo xử lý nguồn nƣớc mặt ô nhiễm. Tạp chí Khoa học Trái đất và Môi Trường, số 25(2): 11 – 22.

Nguyễn Điền Châu, 2012. Nghiên cứu xử lý nƣớc thải từ ngành sản xuất dƣợc phẩm bằng phƣơng pháp oxy hóa nâng cao, Luận văn Thạc sĩ Công nghệ Môi trƣờng – Viện Môi trƣờng và Tài nguyên – Đại học Quốc gia TP. HCM.

Nguyễn Điền Châu, Nguyễn Thành Luân và Trƣơng Hoàng Đan, 2017. Khả năng xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp bằng biện pháp oxy hóa nâng cao kết hợp thủy sinh thực vật. Tạp chí nghiên cứu Khoa học và Công nghệ Quân sự, số đặc san NĐMT 09/2017, 39 – 45.

Nguyễn Điền Châu, Thái Phƣơng Vũ và Trƣơng Hoàng Đan, 2019a. Nghiên cứu xử lý nƣớc thải sơ chế gà rán công nghiệp bằng phƣơng pháp ozone hóa (Study on pretreatment of commercial fried chicken wastewater by ozonation method). Tạp chí Môi trường, số chuyên đề II (2019), 23 – 29.

Nguyễn Điền Châu, Võ Hoài Chân và Trƣơng Hoàng Đan, 2019b. Đặc điểm sinh học và hiệu quả xử lý chất ô nhiễm trong nƣớc thải sơ chế gà rán

131

công nghiệp của sậy (Phragmites spp.) trong hệ thống đất ngập nƣớc chảy ngầm ngang, Tạp chí Khoa học Đất, số đặc biệt 57: 39 – 44.

Nguyễn Hoàng Phƣơng, Phạm Thị Thúy Liễu, Nguyễn Văn Quý, Hwik Bkrông và Nguyễn Thành Tạo, 2015. Thực nghiệm khả năng xử lý nƣớc thải sinh hoạt bằng cây chuối nƣớc và cây sậy trong mô hình bãi lọc ngầm tại trƣờng Đại học Tây Nguyên. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Trường Đại học Đà Nẵng, số 11(96):141 – 145.

Nguyễn Minh Kỳ, Nguyễn Công Mạnh, Phan Văn Minh, Nguyễn Tri Quang Hƣng và Phan Thái Sơn, Nguyễn Anh Đức, 2020. So sánh, đánh giá khả năng xử lý chất ô nhiễm dinh dƣỡng bằng cây cỏ sậy (Phragmites australis L.) và vetiver (Vetiveria zizanioides L.). Tạp chí phát triển Khoa học và Công nghệ - Khoa học Tự nhiên, số 4(2): 441-457.

Nguyễn Minh Phƣơng. Nguyễn Thị Loan, Đỗ Thị Hằng, Đỗ Thị Mỹ Lƣơng, Phạm Thị Lan và Nguyễn Thị Hồng Nhung, 2017. Nghiên cứu vai trò của thực vật thuỷ sinh và hệ vi sinh vật vùng rễ trong hệ thống đất ngập nƣớc nhân tạo xử lý nƣớc thải sinh hoạt. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các khoa học Trái đất và Môi trường, 33(1S): 39 – 44.

Nguyễn Nhƣ Sang, Huỳnh Ngọc Loan và Lê Dung, 2009. So sánh hiệu quả xử lý độ màu và chất hữu cơ trong nƣớc thải sản xuất cà phê bột hòa tan sử dụng quá trình O3, H2O2 VÀ O3/H2O2. Tạp chí phát triển Khoa học và Công nghệ, số 12(1): 17 – 28.

Nguyễn Thành Lộc, Võ Thị Cẩm Thu, Nguyễn Trúc Linh, Đặng Cƣờng Thịnh, Phùng Thị Hằng và Nguyễn Võ Châu Ngân, 2015. Đánh giá hiệu quả xử lý nƣớc thải sinh hoạt của một số loài thực vật thủy sinh. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ. Số chuyên đề Môi trƣờng và BĐKH: 119 – 128.

Nguyễn Thị Kim Dung và Nguyễn Thị Mai Linh, 2016. Đánh giá hiệu quả tách dòng và xử lý nƣớc thải rửa chai trong sản xuất nƣớc mắm bằng mô hình bãi lọc trồng cây. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, 32(1S): 90 – 95.

Nguyễn Thị Ngọc Bích và Đặng Xuân Hiển, 2013. Nghiên cứu so sánh khả năng xử lý nƣớc rỉ rác bằng phƣơng pháp oxy hóa bằng O3 và oxy hóa tiên tiến (AOPs). Tạp chí Khoa học và Công nghệ Lâm nghiệp, số 4: 15 – 20.

Nguyễn Thị Thảo Nguyên, Lê Minh Long, Hans Brix và Ngô Thụy Diễm Trang, 2012. Khả năng xử lý nƣớc nuôi thuỷ sản thâm canh bằng hệ thống đất ngập nƣớc kiến tạo. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, số 24a: 198 – 205.

132

Nguyễn Thúy Quỳnh Loan và Vũ Mộng Toàn, 2011. Xu hƣớng học sinh phổ thông chọn nhóm ngành thi đại học tại TP.HCM. Tạp chí Phát triển KH&CN ĐHQG, số 14(2): 29 – 35.

Nguyễn Văn Tuấn, 2017. Phân tích dữ liệu với R. Nhà xuất bản tổng hợp

Thành phố Hồ Chí Minh. Thành phố Hồ Chí Minh, 518 trang.

Nguyễn Văn Tuấn, 2020. Mô hình hồi quy và khám phá khoa học. Nhà xuất bản tổng hợp Thành phố Hồ Chí Minh. Thành phố Hồ Chí Minh, 324 trang.

Nguyễn Xuân Cƣờng và Nguyễn Thị Loan, 2016. Hiệu quả xử lý nƣớc thải sinh hoạt của hệ thống đất ngập nƣớc nhân tạo tích hợp. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Các Khoa học Trái đất và Môi trường, số 32(1): 10 – 17.

Nguyễn Xuân Hoàng, Lê Diệp Thùy Trang, Ngô Thị Thy Trúc và Lê Hoàng Việt, 2017. Tiền xử lý nƣớc rỉ rác bằng keo tụ điện hóa kết hợp fenton- ôzon. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, số chuyên đề: Môi trƣờng và Biến đổi khí hậu, 153 – 161.

Niên giám thống kê Việt Nam năm 2019. Tổng cục Thống kê, Nhà xuất

bản Thống kê, năm 2020, 1036 trang.

Phạm Quốc Nguyên, Đoàn Chí Linh, Trƣơng Quốc Phú và Nguyễn Văn Công, 2015. Đánh giá khả năng loại bỏ chất ô nhiễm ao nuôi cá Tra (Pangasianodon hypophthalmus) bằng Lục bình (Eichhornia crassipes) trên mô hình đất ngập nƣớc dòng chảy mặt. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, số chuyên đề: Môi trƣờng và Biến đổi khí hậu, 58 – 70.

Phan Nguyễn Tƣờng, Hoàng Thanh Trang, Cao Thị Mỹ Tiên và Trần Thái Hà, 2020. Khảo sát hiệu quả xử lý nƣớc thải chăn nuôi heo sau bể biogas bằng công nghệ lọc sinh học kết hợp bãi lọc thực vật. Tạp chí Khoa học Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh, 15(1): 27 – 46

Trần Hoàng Thanh và Lê Thị Kim Oanh, 2018. Đánh giá chất lƣợng và ứng dụng công nghệ đất ngập nƣớc với sự tham gia của cỏ Năng (Eleocharis dulcis) để xử lý nƣớc thải nuôi tôm. Tạp chí khoa học Đại học Văn Lang, số 10(7): 51 – 60.

Trần Mạnh Trí, 2006. Các quá trình oxy hóa nâng cao trong xử lý nƣớc và nƣớc thải cơ sở khoa học và ứng dụng. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. 195 trang.

Trƣơng Hoàng Đan, Trần Dƣơng, Ngô Minh Hằng, Nguyễn Xuân Lộc và Nguyễn Công Thuận, 2008. Ảnh hƣởng của loại đất đến sự tăng trƣởng của

133

cây Điên điển (Sesbania Sesba). Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, số 10: 176 – 184.

Trƣơng Hoàng Đan và Bùi Trƣờng Thọ, 2012a. Hiệu quả xử lý nƣớc thải hầm tƣ hoại và khả năng tích lũy đạm lân của Môn nƣớc (Colocasia esculenta) và cỏ Mồm (Hymenachne acutigluma). Tạp chí Khoa học Đất, số 40: 32 – 36.

Trƣơng Hoàng Đan và Bùi Trƣờng Thọ, 2012b. So sánh đặc điểm mô chuyển khí một số loài thực vật thủy sinh trong môi trƣờng nƣớc ô nhiễm. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, số 24a: 126 – 134.

Trƣơng Hoàng Đan, Hồ Thảo Hƣơng và Bùi Trƣờng Thọ, 2013. Bƣớc đầu nghiên cứu xử lý nƣớc thải sinh hoạt của rong Đuôi chồn (Ceratophyllum demersum và bèo Tai tƣợng (Pistia stratiotes l.). Tạp chí Khoa học Đất, số 42: 71 – 75.

Trƣơng Minh Trí, Nguyễn Tô Quốc Chung và Nguyễn Thị Xuân Quý, 2019. Nghiên cứu ứng dụng quá trình oxy hóa nâng cao để xây dựng quy trình xử lý nƣớc thải tại trung tâm thí nghiệm thực hành trƣờng Đại học Phú Yên. Tạp chí Khoa học Công nghệ và Thực phẩm, số 19(1): 69 – 79.

Trƣơng Thanh Cảnh, 2010. Nghiên cứu xử lý nƣớc thải chăn nuôi bằng công nghệ sinh học kết hợp lọc dòng bùn ngƣợc. Tạp chí Phát triển KH&CN, số 13(M1): 48 – 57.

Trƣơng Thị Nga, Hồ Liên Huê, Trƣơng Hoàng Đan, Nguyễn Xuân Lộc và Nguyễn Công Thuận, 2007. Hiệu quả xử lý nƣớc thải chăn nuôi bằng Sậy (Phragmites spp.) Kỷ yếu Hội nghị Khoa học “Phát triển bền vững vùng đồng bằng sông Cửu Long sau khi Việt Nam gia nhập tổ chức thương mại quốc tế (WTO), Trường Đại học Cần Thơ, trang 273 – 279.

Trƣơng Thị Nga và Hồ Liên Huê, 2009. Hiệu quả xử lý nƣớc thải chăn nuôi bằng sậy (Phragmites spp.). Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, số 12: 25 – 32.

Trƣơng Thị Nga, 2016. Đất ngập nƣớc đồng bằng sông Cửu Long: những vấn đề cơ sở và ứng dụng. Nhà xuất bản Đại học Cần Thơ. Cần Thơ, 362 trang.

Trƣơng Thị Phƣơng Thảo và Ngô Thụy Diễm Trang, 2013. Ảnh hƣởng của nồng độ đạm lên sinh trƣởng cây bồn bồn trên hệ thống đất ngập nƣớc kiến tạo. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Phần B: Nông nghiệp, Thủy sản và Công nghệ Sinh học, số 27: 116 – 121.

134

Võ Đình Long, Nguyễn Công Cẩn, Trần Xuân Minh, Kim Thành Tiếng và Mai Tuấn Anh, 2019. Ứng dụng công nghệ sinh thái để xử lý dinh dƣỡng từ nƣớc thải chế biến tinh bộ sắn. Tạp chí Khoa học Công nghệ và Thực phẩm, số 19 (2): 58 – 66.

Vũ Thị Bích Ngọc, Hoàng Thị Hƣơng Huế và Trịnh Lê Hùng, 2016. Xử lý màu nƣớc thải dệt nhuộm thực tế bằng phƣơng pháp oxy hóa nâng cao. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, số 32(4): 97 – 103.

Vũ Thị Phƣơng Thảo, 2017. Nghiên cứu thực nghiệm, đánh giá vai trò của một số loài thực vật thủy sinh và đề xuất giải pháp sinh học nhằm cải thiện chất lƣợng môi trƣờng nƣớc sông Nhuệ. Luận án Tiến sĩ ngành Chuyên ngành Quản lý Tài nguyên và Môi trƣờng. Viện Khoa học Khí tượng thủy văn và Biến đổi khí hậu. Hà Nội.

Vũ Thị Nguyệt, Trần Văn Tựa, Nguyễn Trung Kiên và Đặng Đình Kim, 2014. Nghiên cứu sử dụng bèo Tây (Eichhornia Crassipes (Mart.) Solms để xử lý N và P trong nƣớc thải chăn nuôi lợn sau công nghệ Biogas. Tạp chí Sinh học, số 37(1): 53 – 59.

Tiếng Anh

Ahmed A. Khakafallah, Dia El Din El-Quosy, Mohamed El-Shahat and Mona Alaam, 2017. Assessment impact of regular harvesting of Phragmites australis (Cav.) Trin. in free surface constructed wetland on wastewater quality improvement of Bahr Al-Baqar. Conference: 3rd International Scintific Conference for Invironment 2008, South Vallley University Egypt. 16pp.

Alaa R. Omran, Maysam A. Baiee, Sarab A. Juda, Jasim M. Salman and Ayad F. AlKaim, 2016. Removal of Congo red dye from aqueous solution using a new adsorbent surface developed from aquatic plant (Phragmites australis). International Journal of ChemTech Research, 9(4): 334 – 342.

Alireza Valipour, Venkatraman Kalyan Raman and Young-Ho Ahn, 2015. Effectiveness of Domestic Wastewater Treatment Using a Bio-Hedge Water Hyacinth Wetland System. Water, 7: 329 – 347.

Anita M. Rugaika, Damian Kajunguri, Rob Van Deun, Bart Van der Bruggen and Karoli N. Njau, 2019. Mass transfer approach and the designing of horizontal subsurface flow constructed wetland systems treating waste stabilisation pond effluent. Water Science & Technology, 78 (12): 2639 – 2646.

135

Anna Dębska, Krzysztof Jóźwiakowski, Magdalena Gizińska-Górna, Aneta Pytka, Michał Marzec, Bożena Sosnowska and Agata Pieńko, 2015. The efficiency of pollution removal from domestic wastewater in constructed wetland systems with vertical flow with common reed and glyceria maxima. Journal of Ecological Engineering, 16(5): 110 – 118.

Antonio Marco, Santiago Esplugas and Gabriele Saum, 1997. How and why combine chemical and biological processes for wastewater treatment. Water Science and Technology; 35(4): 321 – 327.

A. S. Aremu, S. O. Ojoawo and G. A. Alade, 2012. Water hyacinth (Eichhornia crassipes) culture in sewage: nutrient removal and potential applications of bye-products. Transnational Journal of Science and Technology, 2(7): 103 – 110.

Audrey Battimelli, Denis Loisel, Diana Garcia-Bernet, Hel´ ene Carrere ` and Jean-Philippe Delgenes, 2010. Combined ozone pretreatment and biological processes for removal of colored and biorefractory compounds in wastewater from molasses fermentation industries. Journal Chemical Technology and Biotechnology, 85: 968 – 975.

Brendan D. Carson, Shane C. Lishawa, Nancy C. Tuchman, Andrew M. Monks, Beth A. Lawrence and Dennis A. Albert, 2018. Harvesting invasive plants to reduce nutrient loads and produce bioenergy: an assessment of Great Lakes coastal wetlands. Ecosphere An Esa Open Access Journal, 9(6): 1 – 16.

Michał Marzec, Krzysztof Jó´zwiakowski, Anna D ˛ebska, Magdalena Gizi´nska-Górna, Aneta Pytka-Woszczyło, Alina Kowalczyk-Ju´sko and Agnieszka Listosz, 2018. The Efficiency and Reliability of Pollutant Removal in a Hybrid Constructed Wetland with Common Reed, Manna Grass, and Virginia Mallow. Water, 10(10) 1445: 1 – 18.

Daniela Istrati, Oana Constantin, Aurelia Ionescu, Camelia Vizireanu1 and Rodica Dinică, 2011. Study of the combined effect of spices and marination on beef meat vacuum packaged. The Annals of the University of Dunarea de Jos of Galati, Fascicle VI. Food Technology, 35(2): 75 – 85.

Desislava Bögner, Frederike Schmachtl, Björn Mayr, Christopher P. Franz, Sabine Strieben, Gregor Jaehne, Kai Lorkowski and Matthew J. Slater, 2018. Sludge Pre-Treatment through Ozone Application: Alternative Sludge Reuse Possibilities for Recirculating Aquaculture System Optimization. The Journal of the International Ozone Association, 41(2): 105 – 117.

136

Diana Irvindiaty Hendrawan, Sulistyoweni Widanarko, Setyo Sarwanto Moersidik, and Robertus Wahyudi Triweko, 2013. The Performance Of Subsurface Constructed Wetland For Domestic Wastewater Treatment. International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT), 2(6): 3374 – 3382.

Dong Qing Zhang, K.B.S.N. Jinadasa, Richard M. Gersberg, Yu Liu, Wun Jern Ng and Soon Keat Tan, 2014. Application of constructed wetlands for wastewater treatment in developing countries e A review of recent developments (2000 – 2013). Journal of Environmental Management, 141(1): 116 – 131.

Drew M. C., 1997. Oxygen deficiency and root metabolism: Injury and acclimation under hypoxia and anoxia. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology, 48: 223 – 250.

Edita Munzarova, Bent Lorenzen, Hans Brix, Lenka Vojtiskova and Olga − availability on nitrate reductase +/NO3 Votrubova, 2006. Effect of NH4 activity and nitrogen accumulation in wetland helophytes Phragmites australis and Glyceria maxima. Environmental and Experimental Botany, 55(1-2): 49 – 60.

Edita Tylova-Munzarova, Bent Lorenzen, Hans Brix and Olga − on growth, resource Votrubova, 2005. The effects of NH4+ and NO3 allocation and nitrogen uptake kinetics of Phragmites australis and Glyceria maxima. Aquatic Botany, 81(4): 326 – 342.

intensity and duration of salinity

Erum Shoukat, Zainul Abideen, Muhammad Zaheer Ahmed, Salman Gulzar and Brent L. Nielsen, 2019. Changes in growth and photosynthesis linked with in Phragmites karka. Environmental and Experimental Botany, 162: 504 – 514.

Ezio Ranieri, Petros Gikas and George Tchobanoglous, 2013. BTEX removal in pilot-scale horizontal subsurface flow constructed wetlands. Desalination and Water Treatment, 51: 3032 – 3039.

Gabriella Máthé-Gáspár and Attila Anton, 2005. Phytoremediation study: Factors influencing heavy metal uptake of plants. CTA Biologica Szegediensis, 49(1-2): 69 – 70.

Gelavizh Barzegar, Junxue Wu and Farshid Ghanbari, 2019. Enhanced treatment of greywater using electrocoagulation/ozonation: Investigation of process parameters. Process Safety and Environment Protection, 121: 125 – 132.

137

Gökben Bas, aran Kankılıc, Aysegül Ülkü Metin and Ilhami Tüzüna, 2016. Phragmites australis: An alternative biosorbent for basic dye removal. Ecological Engineering, 86: 85 – 94.

Gucker Corey L., 2008. Phragmites australis. In: Fire Effects Information System, [Online]. U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station, Fire Sciences Laboratory (Producer).

transport. Constructed Wetlands

Hans Brix and Hans HenrikSchierup, 1990. Soil oxygenation in constructed reed beds: the role of macrophyte and soil-atmosphere interface in Water Pollution Control. oxygen Proceedings of the International Conference on the Use of Constructed Wetlands in Water Pollution Control, Held in Cambridge, UK, 24 –28: 53 – 66.

Hans Brix, 1997. Do macrophytes play a role in constructed treatment

wetlands? Water Science and Technology, 35(5): 11 – 17.

Jan Vymazal, 1996. The use of subsurface-flow constructed wetlands forwastewater treatment in the Czech Republic. Ecological Engineering, 7: 1 – 14.

Jan Vymazal and Lenka Krőpfelová, 2005. Growth of Phragmites australis and Phalaris arundinacea in constructed wetlands for wastewater treatment in the Czech Republic. Ecological Engineering, 25(5): 606 – 621.

Jan Vymazal and Tereza Březinová, 2016. Accumulation of heavy metals in aboveground biomass of Phragmites australis in horizontal flow constructed wetlands for wastewater treatment: A review. Chemical Engineering Journal, 290: 232 – 242.

Jiaqi Cui, Xiaojun Wang, Yanlei Yuan, Xunwen Guo, Xiaoyang Gua and Lei Jian, 2014. Combined ozone oxidation and biological aerated filter processes for treatment of cyanide containing electroplating wastewater. Chemical Engineering Journal, 241: 184 – 189.

J.K Cronk and M.S 2001. Wetland Plants:

Fennessy, Biology And Ecology. Lewis publishers, 439pp.

Jørgen Lissner and Hans-Henrik Schierup, 1997. Effects of salinity on

the growth of Phragmites australis. Aquatic Botany, 55(4): 247 – 260.

Jørgen Lissner, Hans-Henrik Schierup, Francisco A. Com´ın and Valeria Astorga, 1999. Effect of climate on the salt tolerance of two Phragmites

138

australis populations. I. Growth, inorganic solutes, nitrogen relations and osmoregulation. Aquatic Botany, 64(3-4): 317 – 333.

Justyna Milke, Małgorzata Gałczy´nska and Jacek Wróbel, 2020. The Importance of Biological and Ecological Properties of Phragmites australis (Cav.) Trin. Ex Steud., in Phytoremendiation of Aquatic Ecosystems – The Review. Water, 12, 1770, 37pp.

Kadlec, R.H., Knight, R.L., Vymazal, J., Brix, H., Cooper, P., and Haberl, R, 2000. Constructed wetlands for pollution control: processes, performance, design and operation. IWA Publishing. London UK. 171 pp.

Karen E.Gerhardt, Xiao-DongHuang, Bernard R.Glick and Bruce M.Greenberg, 2009. Phytoremediation and rhizoremediation of organic soil contaminants: Potential and challenges. Plant Science, 176(1): 20 – 30.

Kavya S Kallimani and Arjun S Virupakshi, 2015. Comparison study on treatment of campus wastewater by constructed wetlands using Canna Indica & Phragmites austrails plants. International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET), 02(9): 44 – 50.

Leila Bijan and Madjid Mohseni, 2005. Integrated ozone and biotreatment of pulp mill effluent and changes in biodegradability and molecular weight distribution of organic compounds. Water Research, 39(16): 3763 – 3772.

Lisamarie Windham and Joan G. Ehrenfeld, 2003. Net impact of a plant invasion on nitrogen‐ cycling processes within a brackish tidal marsh. Ecological Society of America. 13(4): 883 – 896.

Małgorzata Jałosińska and Jacek Wilczak, 2009. Influence of plant extracts on the microbiological shelf life of meat products. Polish Journal of Food and Nutrition Sciences, 59(4): 303 – 308.

Marco Politeo, Maurizio Borin, Mirco Milani, Attilio Toscano and Giovanni Molari, 2011. Production and energy value of Phragmites australis obtainedfrom two constructed wetlands. 19th European Biomass Conference and Exhibition, 6-10 June 2011, Berlin, Germany: 544 – 547.

Marija M. Ńkrinjar and Nevena T. Nemet, 2009. Antimicrobial effects of

spices and herbs essential oils. Acta Periodica Technologica, 40: 195 – 209.

Martti Komulainen, Pavisi Simi, Eija Hagelberg, Iiro Ikonen and Sami Lyytinen, 2008. Reed energy - Possibilities of using the Common Reed for

139

energy generation in Southern Finland. Turku University of Applied Sciences, Reports 67, 78pp.

Mehmet F. Sevimli and Hasan Z. Sarikaya, 2002. Ozone treatment of textile effluents and dyes: effect of applied ozone dose, pH and dye concentration. Journal Chemical Technology and Biotechnology, 77: 842 – 850.

Metcalf and Eddy Inc., 2003. Wastewater Engineering, Treatment and

Reuse, McGraw Hill, 4 edition, New York, USA.

region

Musyimi D. M; Netondo G. W. and Owuor B, 2010. Ecophysiological and genetic characteristics of three wetland plant species occurring in lake in Kenya. Journal of Agricultural and Biological Victoria Science, 5(5): 41 – 54.

Naoyuki Kishimoto, Yukako Morita, Hiroshi Tsuno, Tomoaki Oomura and Hiroshi Mizutani, 2005. Advanced oxidation effect of ozonation combined with electrolysis. Water Research, 39: 4661 – 4672.

Naoyuki Kishimoto, Yuuji Yasuda, Hiroshi Mizutani and Yoshiro Ono, 2007. Applicability of Ozonation Combined with Electrolysis to 1,4-Dioxane Removal from Wastewater Containing Radical Scavengers. Ozone: Science and Engineering, 29(1): 13 – 22.

Naoyuki Kishimoto, Takahiro Nakagawa, Masamichi Asano, Makoto Abe, Masato Yamada and Yoshiro Ono, 2008. Ozonation combined with electrolysis of 1,4-dioxane using a two-compartment electrolytic flow cell with solid electrolyte. Water Research, 42(1-2): 379 – 385.

Naoyuki Kishimoto, Takahiro Nakagawa, Hirokazu Okada and Hiroshi Mizutani, 2010. Treatment of Paper and Pulp Mill Wastewater by Ozonation Combined with Electrolysis. Journal of Water and Environment Technology, 8(2): 99 – 109.

Naoyuki Kishimoto, Takahiro Nakagawa, Hirokazu Okada, and Hiroshi Mizutani, 2011. Effect of separation of ozonation and electrolysis on effective use of ozone in ozone-electrolysis process. Ozone: Science & Engineering, 33: 463 – 469.

Nguyen Dien Chau, Nguyen Thanh Luan and Thai Phuong Vu, 2016. Treatment effectiveness evaluation of wastewater from industrial fried chicken pre-processing processes by advanced oxidation processes. Journal of Science and Technology, 54(4B): 277 – 284.

140

N. Smirnoff and R. M. M. Crawford, 1983. Variation in the Structure and Response to Flooding of Root Aerenchyma in some Wetland Plants. Annals of Botany, 51(2): 237 – 249.

Panpan Meng, Wenrong Hua, Haiyan Peia, Qingjie Houa and Yan Ji, 2014. Effect of different plant species on nutrient removal and rhizospheric in horizontal-flow constructed wetlands. microorganisms distribution Environmental Technology, 35(7): 808 – 816.

Oladipupo. S. Oladejo, Adejuwon A. Kofoworade, Azeez O. Abolarinwa, Sulaiman A. Adeyemi and Abayomi D. Olabisi, 2015. Performance Evaluation of Sand-based Surface flow Constructed wetland in Domestic Wastewater Treatment using Typha Orientalis as Macrophyte. Civil and Environmental Research, 7(2): 71 – 79.

Rachel Dosnon-Olette, Michel Couderchet, Achouak El Arfaoui, Stéphanie Sayen and Philippe Eullaffroy, 2010. Influence of initial pesticide concentrations and plant population density on dimethomorph toxicity and removal by two duckweed species. Science of the Total Environment, 408: 2254 – 2259.

R. Amadelli, A. De Battisti, D.V. Girenko, S.V. Kovalyov and A.B. Velichenko, 2000. Electrochemical oxidation of trans-3,4-dihydroxycinnamic acid at PbO2 electrodes: direct electrolysis and ozone mediated reactions compared. Electrochimica Acta, 46: 341 – 347.

Robinson Odong, Frank Kansiime, John Omara and Joseph Kyambadde, 2013. The potential of four tropical wetland plants for the treatment of abattoir effluent. International Journal of Environmental Technology and Management, 16(3): 203 – 222.

Roman Marecik, Róża Biegańska-Marecik, Paweł Cyplik, Łukasz Ławniczak, Łukasz Chrzanowski, 2013. Phytoremediation of Industrial Wastewater Containing Nitrates, Nitroglycerin, and Nitroglycol. Polish Journal of Environmental Studies, 22(3): 773 – 780.

Rong Mao, Hui-Min Chen, Xin-Hou Zhang, Fu-Xi Shi and Chang-Chun Song, 2016. Effects of P addition on plant C:N:P stoichiometry in an N- limited temperate wetland of Northeast China. Science of the Total Environment, 559(15): 1 – 6.

S. Atchariyawut, J. Phattaranawik, T. Leiknes and R. Jiraratananon, 2009. Application of ozonation membrane contacting system for dye wastewater treatment. Separation and Purification Technology, 66(1): 153 – 158.

141

Shervin Jamshidi, Abbas Akbarzadeh, Kwang-Sung Woo and Alireza Valipour, 2014. Wastewater treatment using integrated anaerobic baffled reactor and Bio-rack wetland planted with Phragmites sp. and Typha sp. Journal of Environmental Health Science & Engineering, 12:131

Shubhi Avasthi, Ajay K. Gautam and Rekha Bhadauria, 2010. Antifungal activity of plant products against Aspergillus niger: A potential application in the control of a spoilage fungus. Biological Forum – An International Journal, 2(1): 53 – 55.

S.K.Billore, N.Singh, J.K.Sharma, P.Dass and R.M.Nelson, 1999. Horizontal subsurface flow gravel bed constructed wetland with Phragmites karka in central India. Water Science and Technology, Vol. 40, No.3: 163 – 171.

Sónia Silva, Olinda Pinto-Carnide, Paula Martins-Lopes, Manuela Matos, Henrique Guedes-Pinto and Conceicão Santos, 2010. Differential aluminium changes on nutrient accumulation and root differentiation in an Al sensitive vs. tolerant wheat. Environmental and Experimental Botany, 68(1): 91 – 98.

Sridhar Susarla, Victor F. Medina and Steven C. McCutcheon, 2002. Phytoremediation: an ecological solution to organic chemical contamination. Ecological Engineering, 18:647 – 658.

T.E. Agustina, H.M. Ang and V.K. Vareek, 2005. A review of synergistic effect of photocatalysis and ozonation on wastewater treatment. Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews. 6(4): 264 – 273.

T. Hara, J. Van Der Toorn and J.H. Mook, 1993. Growth dynamics and size structure of shoots of Phragmites australis, a clonal plant. Journal of Ecology, 81: 47 – 60.

Todd E. Minchinton and mark D. Bertness, 2003. Disturbance-mediated competition and the spread of Phragmites australis in a coastal marsh. Ecological Applications, 13(5): 1400 – 1416.

Tran Thi Thu Lan, Nguyen Van Cach, Le Thi Huong and Tran Thị Hong Huong, 2016. Study on the growth of Bacillus velezensis M2 and applying it for treatment of the cattle slaughterhouse wastewater. Journal of Science and Technology, 54(4A): 213 – 220.

Truong Hoang Dan and Hans Brix, 2017. Effects of soil type and water saturation on growth, nutrient and mineral content of the perennial forage shrub Sesbania sesban. Agroforestry Systems, 91: 173 – 184.

142

UN-HABITAT, 2008. Constructed Wetlands Manual. Water for Asian

Cities Programme Nepal, Kathmandu, 90pp.

Vu Thi Nguyet, Tran Van Tua, Dang Dinh Kim, Bui Thi Kim Anh and Vu Hai Yen, 2016. Application of ecological technology for removal of COD, nitrogen and phosphorus from piggery wastewater after biogas production technology. Journal of Vietnamese Environment, 8(5): 252 – 256.

W. A. Green, 2010. The function of the aerenchyma in arborescent lycopsids: evidence of an unfamiliar metabolic strategy. Proceedings of the Royal Society B, 277: 2257 – 2267.

Xuelan Liu, Yan Zhang, Xinhua Li, Chunyan Fu, Tianhong Shi and Peipei Yan, 2018. Effects of influent nitrogen loads on nitrogen and COD removal in horizontal subsurface flow constructed wetlands during different growth periods of Phragmites australis. Science of the Total Environment. 635: 1360 – 1366.

Ying-Feng Lin, Shuh-Ren Jing, Der-Yuan Lee, Yih-Feng Chang, Yi- Ming Chen and Kai-Chung Shih, 2005. Performance of a constructed wetland treating intensive shrimp aquaculture wastewater under high hydraulic loading rate. Environmental Pollution, 134(3): 411 – 421.

Zhenhua Zhang, Zed Rengel and Kathy Meney, 2008. Interactive effects of nitrogen and phosphorus loadings on nutrient removal from simulated in wetland microcosms. wastewater using Schoenoplectus validus Chemosphere, 72(11): 1823 – 1828.

Zhiran Xia and Liming Hu, 2019. Treatment of Organics Contaminated

Wastewater by Ozone Micro-Nano-Bubbles. Water, 11(1): 55.

Zhiwei Ge, Ran An, Shuiyuan Fang, Pengpeng Lin, Chuan Li, Jianhui Xue and Shuiqiang Yu, 2017. Phragmites australis + Typha latifolia Community Enhanced the Enrichment of Nitrogen and Phosphorus in the Soil of Qin Lake Wetland. Scientifica, Restoration and Management of Healthy Wetland Ecosystems, 1 – 9.

Z.H Ye, A.J.M Baker, M.H Wong and A.J Willis, 2003. Copper tolerance, uptake and accumulation by Phragmites australis. Chemosphere, 50(6): 795 – 800.

143

PHỤ LỤC 1: BẢNG SỐ LIỆU THỐNG KÊ ANOVA

Bảng PL 1.1: Diễn biến giá trị COD, BOD5 và tỷ lệ BOD5/CODtb trong nƣớc thải của thí nghiệm 1

T hô ng số

T hờ i g ia n (P h út)

1 1 5

3 0

4 5

6 0

6 ,8 8 ± 0 ,1 4 a 6 ,9 2 ± 0 ,1 2 a

6 ,8 5 ± 0 ,1 6 a

6 ,9 3 ± 0 ,1 5 a

6 ,9 4 ± 0 ,1 7 a

pH = 7

1 4 1 1 ± 1 1 a

1 3 5 7 ± 1 0 b

1 3 4 9 ± 1 0 b

1 3 0 2 ± 1 0 c

1 2 0 2 ± 9 d

CO D ( mg O 2 / L)

587,9±7,46ab

584,99±4,8b

594,84±5,66ab 601,25±10,72a 592,66±10,05ab

B O D 5 ( mg O 2 / L)

0 ,4 3 ± 0 d

0 ,4 4 ± 0 c

0 ,4 6 ± 0 ,0 1 b

0 ,4 9 ± 0 a

B O D 5 /CO D t b 0 ,4 2 ± 0 e

8,03±0,15a

7,99±0,13a

8,08±0,03a

8,06+0,15a

8,11±0,09a

pH = 8

1408±10a

1322±9b

1333±9b

1260±9c

1228±8d

H _ CO D ( mg O 2 / L)

580,94±5,59b

551,2±6,13c

599,48±6,8a

568,22±1,35b

597,86±11,65a

0,42±0,01c

0,45±0b

0,49±0,01a

B O D 5 ( mg O 2 / L) B O D 5 /CO D t b 0,41±0c

8,87±0,11a

8,96±0,1a

8,93±0,15a

9,1±0,15a

8,96±0,15a

pH = 9

1411±11a

1351±10b

1356±10b

1240±10c

1206±9d

H _ CO D ( mg O 2 / L)

583,07±1,6d

627,51±3,5b

639,43±5,49a

610,5±6,95c

582,97±4,6d

0,49±0,01a

0,48±0b

0,46±0d

0,47±0c

B O D 5 ( mg O 2 / L) B O D 5 /CO D t b 0,41±0e Ghi chú: Những giá trị (trung bình ± độ lệch chuẩn, n = 3) trong cùng một hàng có ký tự a, b, c,... khác nhau thì khác biệt về mặt thống kê (p<0,05; theo kiểm định Duncan).

144

Bảng PL 1.2: Diễn biến hiệu quả xử lý COD, BOD5 và tỷ lệ BOD5/CODtb trong nƣớc thải của thí nghiệm 1

Thời gian (phút)

Ozone (g/h)

1

15

30

45

60

75

90

105

120 H_COD t b (%)

0,15

0,20 0,25 0,30

0,35

0,00±0,00i 0,00±0,00i 0,00±0,00i 0,00±0,00i 0,00±0,00i 0,00±0,00i

1,29±0,03h 5,46±0,05g 3,8±0,02h 16,88±0,06h 7,39±0,05h 7,21±0,02h

13,97±0,22g 4,83±0,15h 18,66±0,09g 27,34±0,07g 17,9±0,05d 9,2±0,01g

20,4±0,1d 9,21±0,1f 21,92±0,09d 39,64±0,01c 24,65±0,07a 14,2±0,02d

18,75±0,09e 26,26±0,07b 27,17±0,09a 42,39±0,06b 24,5±0,06b 13,7±0,01e

21,88±0,05b 26,68±0,04a 22,28±0,05c 36,7±0,09d 16,89±0,04e 12,33±0,01f

23,53±0,11a 25,84±0,07c 20,47±0,04f 34,31±0,05e 13,62±0,04f 16,13±0,01c

20,59±0,46c 25,63±0,08d 21,56±0,00e 33,76±0,06f 10,51±0,05g 19,17±0,01a

0,40

0,00±0,00e 0,00±0,00c 0,00±0,00d 0,00±0,00bcde 0,00±0,00cd 0,00±0,00d

1,94±4,51de 4,7±0,18b 2,26±0,94cd -1,26±2,4cde -2,52±1,36d -3,1±4,19de

1,15±1,14e 5,74±1,05ab 7,74±4,2ab -2,97±0,59e 4,62±2,01b -5,82±3,4e

10,24±1,57bc 2±3,25c 6,2±0,72abc 1,96±1,82ab 10,15±1,04a 1,03±1,56d

12,95±1,23b 7,47±0,42a 2,45±1,62cd 1,83±1,25abc 3,67±1,45b 19,64±2,3a

17,91±2,45a -8,81±1,83d 9,69±1,82a 1,16±2,2bcd 2,83±0,92bc 15,05±2,26b

13,86±4,01ab -18,54±1,33f 0,87±2,3d 2,72±1,69ab -0,46±1,98d 12,77±2,38b

13,02±1,9b -12,39±1,52e 8,34±1,92a -1,79±2,6de 4,23±2b 7,81±2,48c

0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40

16,54±0,07f 20,46±0,07e 26,63±0,07b 42,57±0,04a 19,89±0,07c 17,27±0,02b H_BOD 5 (%) 6,09±2,21cd -8,64±1,03de 4,07±3,64bcd 4,44±0,85a 6±3,4b 19,56±1,09a BOD 5/COD t b

0,42±0,005d

0,4±0,008e 0,42±0,001f 0,42±0,006e 0,42±0,002h 0,43±0,006d 0,4±0,012d

0,46±0,005a 0,45±0,006ab 0,42±0,005f 0,45±0,015e 0,47±0,017d 0,5±0,004c 0,68±0,01c 0,59±0,006f 0,5±0,006b 0,52±0,006b 0,47±0,003a 0,46±0,007a

0,45±0,006ab 0,57±0,005c 0,54±0,015a 0,7±0,006b 0,51±0,014b 0,39±0,008e

0,43±0,003cd 0,53±0,002d 0,56±0,006a 0,71±0,006a 0,55±0,015a 0,37±0,007f

0,4±0,021e 0,42±0,002f 0,42±0,004e 0,51±0,01g 0,48±0,004c 0,45±0,006b

0,62±0,012b 0,48±0,013cd 0,65±0,012d 0,51±0,012b 0,39±0,004e

0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40

0,44±0,002bc 0,45±0,012ab 0,63±0,007b 0,67±0,008a 0,52±0,006b 0,49±0,005cd 0,64±0,015d 0,62±0,01c 0,5±0,012b 0,5±0,012b 0,46±0,002a 0,42±0,001c Ghi chú: Những giá trị (trung bình ± độ lệch chuẩn, n = 3) trong cùng một hàng có ký tự a, b, c,... khác nhau thì khác biệt về mặt thống kê (p<0,05; theo kiểm định Duncan).

145

Bảng PL 1.3: Hiệu quả khử COD và tỷ lệ BOD5/CODtb trong nƣớc thải của thí nghiệm 4.

Thông số

Thời gian (Phút)

1

15

30

45

60

75

90

105

120 Nghiệm thức Điện cực than hiệu điện thế 12V

0,00±0,00g

1,37±0,026f 1,76±0,02e

1,76±0,036e 3,13±0,04b

2,94±0,06c

2,74±0,035d 3,25±0,031a 1,37±0,026f

H_COD (%)

0,38±0,006b 0,38±0,006b 0,41±0,01a

0,38±0,002b

BOD 5/COD t b 0,36±0,002c 0,36±0,002c 0,38±0,002b 0,36±0,003c 0,38±0,01b

Nghiệm thức Ozone = 0,3g/h

0,00±0,00i

5,16±0,03h

7,1±0,03g

8,6±0,02e

8,17±0,06f

10,97±0,12b 9,68±0,06d

10,76±0,08c 11,83±0,06a

H_COD (%)

0,42±0,002d 0,41±0,008e 0,41±0,003e

BOD 5/COD t b 0,44±0,007c 0,41±0,002e 0,47±0,006a 0,45±0,003b 0,45±0,006b 0,45±0,01b

Nghiệm thức Ozone = 0,3g/h (tác nh n điện cực hiệu điện thế 12V )

0,00±0,00i

11,04±0,07h 18,25±0,05g 29,67±0,03f 34,17±0,06e 37,42±0,02d 40,22±0,04c 43,27±0,03b 45,78±0a

H_COD (%)

0,42±0,008d 0,47±0,005c 0,5±0,012b

0,5±0,02b

0,53±0,008a

BOD 5/COD t b 0,33±0,003f 0,36±0,006e 0,36±0,007e 0,43±0,01d

Ghi chú: Những giá trị (trung bình ± độ lệch chuẩn, n = 3) trong cùng một hàng có ký tự a, b, c,... khác nhau thì khác biệt về mặt thống kê (p<0,05; theo kiểm định Duncan).

146

Bảng PL 1.4: Diễn biến nồng độ các thông số chất lƣợng nƣớc thải sau thí nghiệm 5.

Thông số

Ngày

100%

75%

H_TN (%)

50%

25%

100%

75%

H_TP (%)

50%

25%

100%

75%

H_CODtb (%)

50%

25%

100%

H_BOD5 (%)

75%

50%

3 24 48 3 24 48 3 24 48 3 24 48 3 24 48 3 24 48 3 24 48 3 24 48 3 24 48 3 24 48 3 24 48 3 24 48 3 24 48 3 24 48 3 24

Nghiệm thức lƣ ng nƣớc thải thí nghiệm 9 lít/ 3 ngày 62,19±0,97b 68,51±1,54b 74,97±1,11b 66,67±0,64ab 75,59±1,09a 80,54±1,20a 66,96±0,43b 77,61±1,96b 84,24±0,81b 68,58±0,75a 85,74±1,37a 87,08±1,22b 64,35±0,76b 70,38±1,37b 76,87±2,08a 66,01±1,71a 75,13±1,60a 81,62±0,74b 68,52±0,95a 80,80±1,46ab 85,74±0,44a 70,22±1,85a 84,80±0,79ab 86,84±1,01ab 44,73±1,63b 51,99±1,27b 65,28±0,98b 52,61±1,08b 70,27±0,49b 74,62±0,45b 58,92±0,98b 72,83±0,79b 79,54±0,98b 68,47±1,54b 75,83±0,64b 83,64±1,66b 63,03±1,11b 73,33±0,41b 80,02±0,63b 66,84±0,89b 77,52±0,32b 76,95±0,53b 65,16±2,36b 81,93±0,55b

12 lít/ 3 ngày 59,09±1,09c 64,30±1,16c 70,63±0,73c 65,16±1,41b 72,68±1,72b 80,51±0,78a 65,66±0,25c 74,62±0,84c 83,24±1,38b 66,05±0,28b 80,06±0,73b 84,33±0,61c 63,24±0,70b 70,98±3,08b 76,21±4,19a 65,76±2,56a 75,40±2,51a 83,67±0,88a 68,33±3,84a 78,80±1,38b 85,30±1,10a 70,22±2,21a 83,73±1,52b 85,53±2,63b 39,53±2,17c 49,33±1,76c 61,14±0,83c 49,01±0,80c 68,39±0,61c 68,03±0,63c 54,86±1,43c 70,00±0,47c 75,68±1,20b 68,20±1,86b 75,33±0,54b 81,36±2,16b 59,44±0,51c 70,51±0,80c 77,72±1,46c 62,23±1,21c 74,42±0,71c 74,86±1,02c 58,78±1,82c 79,34±1,28c

6 lít/ 3 ngày 65,03±0,98a 73,11±1,06a 80,25±1,16a 68,19±0,78a 77,07±1,46a 81,92±1,43a 69,09±0,52a 80,51±0,91a 85,95±0,76a 70,22±1,89a 84,43±1,14ab 88,95±1,16a 68,24±2,54a 75,10±1,94a 80,84±2,73a 68,22±1,86a 77,81±1,11a 83,53±0,96a 71,48±1,76a 82,4±1,31a 86,40±1,13a 72,05±1,20a 85,91±0,73a 89,03±0,88a 54,79±1,05a 54,45±1,23a 69,88±1,35a 58,03±0,54a 73,94±0,49a 76,66±0,89a 62,97±0,69a 75,25±0,74a 82,5±1,08a 71,19±1,40a 78,50±1,14a 85,45±1,65a 66,22±0,68a 76,16±0,89a 82,84±0,59a 71,63±1,00a 79,65±0,67a 80,30±0,53a 73,93±1,37a 84,68±0,75a

147

Thông số

Ngày

25%

100%

75%

pH

50%

25%

100%

75%

DO (mg/L)

50%

25%

48 3 24 48 3 24 48 3 24 48 3 24 48 3 24 48 3 24 48 3 24 48 3 24 48 3 24 48

100%

75%

EC (µS/cm)

50%

25%

Nghiệm thức lƣ ng nƣớc thải thí nghiệm 9 lít/ 3 ngày 82,29±1,05ab 68,62±1,06b 87,36±1,33a 88,75±1,59a 7,05±0,16a 7,20±0,13ab 7,07±0,14a 7,05±0,16a 7,23±0,12a 7,16±0,20a 7,11±0,13a 7,05±0,18a 7,12±0,16a 7,12±0,12a 7,12±0,13a 7,09±0,21a 1,50±0,03b 2,46±0,06a 3,93±0,16a 2,25±0,06a 3,62±0,09a 4,53±0,05a 2,88±0,05ab 4,26±0,17a 5,09±0,06a 3,83±0,09a 4,15±0,08a 5,18±0,04a 1756±14,87a 1912,5±12,5a 1954,3±28,5a 1585±31,08a 1739,5±42,29a 1783,8±15,52ab 1413,8±13,79b 1553,5±24,18b 1583,5±8,23a 1169,3±9,74b 1319±17,98ab 1283±27,04b

6 lít/ 3 ngày 83,54±1,42a 73,40±1,23a 88,22±1,10a 89,17±0,96a 7,06±0,21a 7,09±0,16b 7,04±0,13a 7,08±0,14a 7,02±0,14a 7,09±0,15a 7,09±0,09a 7,02±0,11a 7,08±0,14a 7,00±0,10a 7,09±0,11a 7,09±0,10a 1,58±0,03a 2,47±0,02b 4,00±0,11a 2,18±0,06a 3,52±0,14a 4,43±0,09a 2,79±0,06b 4,21±0,07a 5,01±0,03a 3,81±0,02a 4,12±0,07a 5,00±0,13a 1760±26,86a 1898±19,37a 1964,5±6,13a 1524,75±43,37b 1698,25±39,62a 1811,25±10,99a 1371,5±17,71a 1502,25±13,20a 1574,75±25,18a 1187±12,57ab 1334±6,48a 1263±9,83b

12 lít/ 3 ngày 79,38±2,75b 63,83±1,74c 86,78±1,48a 87,50±2,15a 7,11±0,12a 7,33±0,05a 7,06±0,11a 6,89±0,15a 7,13±0,12a 7,12±0,12a 7,09±0,11a 7,06±0,10a 7,15±0,08a 7,11±0,10a 7,03±0,10a 7,12±0,09a 1,5±0,02b 2,60±0,04b 3,86±0,07a 2,16±0,08a 3,63±0,12a 4,55±0,11a 2,92±0,08a 4,23±0,05a 5,07±0,16a 3,79±0,12a 4,23±0,05a 5,08±0,15a 1762±8,91a 1920,8±28,19a 1951,3±15,97a 1608,8±18,88a 1760,5±29,69a 1775,5±31,52b 1404±10,96b 1519,8±10,91a 1526,5±31,65b 1207,5±16,76a 1307,3±15,41b 1325,5±28,55a

24 48 3 24 48 3 24 48 3 24 48

148

Bảng PL 1.5: Diễn biến thông số sinh trƣởng của sậy ở các nồng độ pha loãng khác nhau – Thí nghiệm 5.

Thông số Ngày

12 lít / 3 ngày 66,51±6,16a 442±8,21a 894,5±6,95a 100%

75% 61,2±4,14a 369,25±4,79a 808±13,83a 1215±16,65a

50% 61,15±7,09 a 337,25±8,42a 734±6,48a 1086,5±5,2a Trọng lƣ ng tƣơi (g)

25% Nghiệm thức lƣ ng nƣớc thải thí nghiệm 6 lít / 3 ngày 9 lít / 3 ngày 65,44±4,87a 61,25±4,85a 381,25±24,81b 395,75±13,05b 819,5±15,33b 767,25±33,97c 1093,85±41,79c 1188,75±5,38b 1315,75±15,95a 1471,1±33,09b 1632,28±56,54a 1458,5±25,41b 65,24±7,57a 60,64±2,72a 350±11,75b 338,75±16,28c 765,5±12,77b 739,25±12,95c 1154,5±15,15b 1039±21,89c 1359,78±11,92c 1464,58±21,84b 1646,65±25,39a 63,98±5,37 a 60,74±4,66 a 329±7,26a 310,75±9,43b 700,5±10,91b 678,75±25,04b 942,75±23,5c 1026±21,02b 1133,95±9,46c 1394,83±40,94b 1502,95±76,79a 63,92±5,67a 64,72±5,97a 310±2,83b 301,75±10,56b 656,5±16,92b 656,5±16,92b 979±7,26b 898±8,83c 1114,95±88,2c 1309,43±83,79b

0% 63,9±3,71a 279,75±5,91b 577,5±10,28b 798±12,99c

100%

75% 60,28±5,69a 321,75±6,02a 694±5,77a 1019,5±10,08a 1519,2±2,33a 63,44±2,61a 63,93±5,88a 301,25±7,59a 285±4,32b 596±8,76a 585,25±7,89 ab 912,5±9,98a 826,25±6,99b 1028,01±36,1a 1039,79±39,37a 1075,8±12,98a 31,45±1,91a 28,68±1,93a 29,84±1,73a 180,5±4,2a 163,5±6,14b 154,5±6,76b 336±10,92a 269,25±9,98b 277,5±8,74b 460±18,29a 376,75±8,1b 359,5±14,06b 532,93±48,57b 586,43±64,78ab 663,26±33,59a 32,55±4,71a 159,5±5,92b 275±6,58b 397±3,83a 30±2,42a 150,5±1,91c 253±9,63c 370±15,38b

Trọng lƣ ng khô (g)

50%

3 12 24 36 48 3 12 24 36 48 3 12 24 36 48 3 12 24 36 48 3 12 24 36 48 3 12 24 36 48 3 12 24 36 48 3 12 24 36 48 3 34,09±3,4a 145,5±2,65b 249±5,16b 349,25±11,03b 649,56±24,84a 30,22±2,03a 31,8±3,11a 180,25±3,86a 297,25±9,43a 409,75±3,77a 719,23±26,64a 33,3±3,52a 163±3,92a 284,25±5,38a 374,25±2,22a 643,37±70,42a 29,86±3,08a 25%

555,37±32,47c 642,72±18,16b 31,31±1,55a 138±3,65c 238,25±2,75c 335,5±10,41b 544,06±37,58b 31,33±2,2a 149

Thông số Ngày

100%

75%

50% Chiều cao (cm)

25%

12 24 36 48 3 12 24 36 48 3 12 24 36 48 3 12 24 36 48 3 12 24 36 48 3 12 24 36 48 3 12 24 36 48 Nghiệm thức lƣ ng nƣớc thải thí nghiệm 9 lít / 3 ngày 137,25±6,55b 230,5±2,65b 350,25±11,35a 579,85±20,58b 32,55±2,53a 125±2,45b 238,5±1,91b 312±18,85b 451,32±60,1ab 30,5±2,38a 70,5±1,29b 94,75±1,71b 140,5±3,11ab 155,5±2,65b 31,5±3,11a 66±1,83b 90,75±0,96b 138,75±2,22a 160,75±9,22a 32±2,58a 64,25±0,96b 88,5±1,29b 132,25±2,22b 156±4,97 a 31±2,58a 57,25±1,71b 88,5±1,29b 126,25±1,5b 146±3,37ab 32,25±2,22a 52,75±0,5b 71,50±1,29b 116,75±3,1a 126,5±2,52a 6 lít / 3 ngày 129,75±4,03c 230,5±2,65b 323,75±5,44b 508,36±47,06c 32,26±1,88a 121±2,16c 230,5±2,65c 279,75±4,27c 398,96±27,24b 32±1,63a 64,75±2,22c 91,5±2,38c 136±3,65b 151,5±2,08b 30,25±1,89a 59,5±1,29c 85±2,16c 132,5±2,08b 148,75±10,31a 30,5±1,73a 58±1,63c 83,5±1,29c 130±2,16b 147,25±4,57 a 32±2,58a 53,75±0,96c 73,5±1,29c 124,75±1,71b 140,5±5,2b 32,5±1,29a 51±0,82c 67,25±1,71c 112±3,56b 126,75±5,12a 12 lít / 3 ngày 151,75±2,5a 253,5±5,92a 353±3,92a 673,56±39,81a 30,16±1,76a 132±2,45a 243,75±2,5a 330,5±3,7a 529,31±92,48a 31,5±3,11a 73,5±1,29a 98,5±1,29a 144,75±7,14a 162,5±3,11a 29,75±1,71a 71±2,16a 93,75±1,26a 142,5±3,42a 153,25±2,99a 30,5±3,11a 69±1,83a 92,25±1,71a 136,5±1,29a 147,75±7,27a 29,75±2,87a 63±0,82a 92,25±1,71a 132±1,83a 150,75±3,1a 30,5±1,29a 60,75±0,96a 79,00±1,83a 121±1,41a 126,5±1,73a

150

Bảng PL 1.6: Tốc độ sinh trƣởng tƣơng đối của sậy (RGR) – Thí nghiệm 5.

25%

50%

75%

100%

0%

Thời gian

Q6L

0,147±0,005a 0,158±0,011a 0,165±0,005a

0,18±0,008a

0,183±0,01a

0,094±0,002b 0,095±0,004b 0,097±0,003b 0,102±0,002b 0,105±0,002b

0,065±0,002c 0,071±0,002c 0,072±0,001c 0,076±0,002c 0,076±0,002c

0,056±0,003d 0,062±0,002c 0,064±0,001d 0,065±0,002d 0,064±0,003d

Q9L

0,15±0,01a

0,168±0,004a 0,162±0,012a 0,177±0,015a 0,194±0,009a

0,095±0,004b 0,097±0,004b 0,095±0,006b 0,102±0,006b 0,108±0,004b

0,069±0,004c 0,074±0,001c 0,071±0,004c 0,076±0,004c 0,078±0,002c

0,059±0,004d 0,066±0,002d 0,066±0,002c 0,066±0,003c 0,067±0,002d

Q12L

0,164±0,006a 0,181±0,012a 0,177±0,013a 0,193±0,011a 0,194±0,01a

0,1±0,003b

0,102±0,005b 0,103±0,005b 0,107±0,004b 0,113±0,002b

0,073±0,002c 0,075±0,003c 0,074±0,003c 0,078±0,003c 0,081±0,002c

0,063±0,004d

0,07±0,003c

0,066±0,004c 0,069±0,003c 0,068±0,001d

Ghi chú: Những giá trị (trung bình ± độ lệch chuẩn, n = 4) trong cùng một cột có ký tự a, b, c,... khác nhau thì khác bi ệt về mặt thống kê (p<0,05; theo ki ểm định Duncan).

151

Bảng PL 1.7: Diễn biến đặc điểm khoang khí của sậy ở các nồng độ pha loãng – Thí nghiệm 5.

Thông số

Ngày

100%

75%

50%

Tỷ lệ diện tích khoang chuyển khí/ diện tích lát cắt ngang thân sậy (%)

25%

3 12 24 36 48 3 12 24 36 48 3 12 24 36 48 3 12 24 36 48 3 12 24 36 48

Nghiệm thức lƣ ng nƣớc thải thí nghiệm 9 lít/ 3 ngày 9,8±0,44ab 19,64±0,56a 21,84±1,9a 28,05±2,36a 28,23±1,85a 10,38±0,98a 14,72±0,91a 21,34±1,31a 24,37±1,44a 27,93±1,8a 10±0,39a 13,2±1,51a 19,29±2,65a 23,44±1,81a 26,29±1,51a 9,35±1,55a 13,27±1,12a 18,73±1,17ab 23,88±2,21a 26,53±1,21a 10,74±0,63a 11,85±1,26a 15,57±1,78a 16,63±1,53a 16,06±2,43a

12 lít/ 3 ngày 10,92±0,6a 18,29±0,58ab 22,23±1,82a 28,76±2,08a 29,34±2,07a 11,24±0,79a 15,46±1,71a 21,23±1,4a 23,33±1,22a 25,94±1,42a 9,34±1,27a 13,8±2,06a 20,02±2,2a 24,06±1,5a 25,92±0,69a 9,82±1,67a 15,04±2,29a 19,85±2,01a 23,41±1,8a 26,76±1,81a 9,26±1,16a 11,57±1,89a 15,94±0,93a 15,02±1,7a 18,27±1,46a

6 lít/ 3 ngày 9,27±1,02b 17,57±1,71b 20,58±0,68a 24±2,31b 30,17±1,32a 10,8±0,74a 14,89±1,51a 21,55±1,49a 22,64±1,19a 25,62±1,06a 8,88±1,63a 12,01±1,63a 15,63±1,95b 21,4±1,77a 23,56±1,24b 9,34±1a 12,69±2,71a 17,19±1,45b 21,15±1,5a 23,76±1,07b 9,03±1,4a 12,29±1,53a 16,32±0,87a 15,48±2,25a 18,1±0,99a

152

Bảng PL 1.8: Diễn biến thông số chất lƣợng nƣớc thải – Thí nghiệm 6.

Ngày

Thông số

Mật độ

H_TN

H_TP

H_CODtb

H_BOD5

48 0,32±0,22b 77,39±0,29a 78,36±0,37a 80,57±0,3a 80,32±0,08a 5,14±1,02a 81,77±0,38a 82,21±0,26a 87,26±0,97a 82,86±0,31a 3,74±0,26a 83,94±0,55a 84,53±0,25a 85,56±0,31a 83,03±0,32a 6,92±0,61a 88,84±0,35a 88,94±0,44a 88,29±0,45a 89,7±0,38a 6,78±0,03a 7,08±0,04a 7,14±0,16a 7,08±0,08a 7,23±0,09a 1,59±0,07d 2,84±0,05a 2,98±0,04a 3,27±0,35a 3,22±0,09a

24 1,09±0,73ab 71,97±0,28c 72,46±0,69c 73,47±0,38c 72,52±1,3c 2,4±0,96b 76,03±0,7c 78,45±2c 80,64±0,26b 81,14±0,26b 3,99±0,37a 74,06±0,49c 77,17±0,3c 79,2±0,33c 79,1±0,31c 6,11±0,59a 80,09±0,43c 81,48±0,45b 81,93±0,23c 83,09±0,4b 6,49±0,09c 6,84±0,06b 6,95±0,06b 6,99±0,12abc 6,87±0,11b 1,79±0,07c 2,33±0,07c 2,63±0,09b 2,75±0,03b 2,76±0,08b

2138±9,76b

3 1,32±0,59a 49,7±0,92e 50,28±0,75e 50,33±1,11e 49,89±0,77e 2,33±1,54b 55,83±0,47e 57,42±1,07e 57,8±1,82d 58,06±1,49d 3,59±0,4a 66,53±0,6e 66,82±0,32e 67,11±0,47e 67,42±0,27e 7,6±1,19a 72,41±0,46e 73,29±0,67d 73,67±0,46e 73,73±0,43d 6,42±0,11c 6,86±0,14b 6,95±0,05b 6,94±0,08bc 6,97±0,09b 2,25±0,06a 1,8±0,06d 1,77±0,08d 1,81±0,06d 1,97±0,08d 1373,5±18,95e 1385,25±6,6e 1385,5±7,14e 1405,25±5,12e 1399±5,48e

12 0,73±0,66ab 63,42±0,58d 64,64±0,52d 66,54±0,49d 66,08±0,21d 1,87±1,26b 67,36±0,41d 69,18±0,59d 71,25±0,97c 69,86±0,77c 3,98±0,5a 73,03±0,57d 73,9±0,43d 75,04±0,46d 73,06±0,43d 6,85±1,02a 78,44±0,33d 78,44±0,51c 78,91±0,51d 78,85±0,4c 6,63±0,09b 6,95±0,05b 6,8±0,05c 6,89±0,05c 6,99±0,06b 2,03±0,15b 2,32±0,03c 2,4±0,05c 2,48±0,08c 2,5±0,06c 1967,5±39,17d 1959,75±13,28d 2321,75±18,48a 2348,25±14,1a 1995,75±15,28d 2367,5±5,69a 2026,75±7,04d 2417±10,52a 2032,5±4,2d

36 0,93±0,38ab 76,09±0,28b 77,16±0,41b 78±0,48b 77,4±0,1b 3,22±2,48ab 80,09±0,68b 80,12±0,35b 81,14±0,81b 82,19±0,71ab 1,48±0,37b 77,65±0,34b 78,77±0,24b 80,47±0,38b 78,45±0,24b 7,5±1,41a 81,85±0,53b 81,96±0,3b 83,34±0,58b 83,33±0,33b 6,71±0,04ab 6,92±0,09b 6,89±0,1bc 7,06±0,07ab 7,17±0,08a 1,61±0,06d 2,45±0,11b 2,55±0,09b 2,74±0,04b 2,77±0,04b 2336,25±25,62a 2050,75±54,05c 2203,25±19,60b 2019,75±10,5c 2041,25±12,61c 2187,75±15,33b 2119,5±15,93c 2200,5±13,03c

2266±17,63b 2263,25±12,66b

153

Bảng PL 1.9: Diễn biến sinh trƣởng của sậy theo mật độ trồng – Thí nghiệm 6.

Thông số

Mật độ

Trọng lƣợng tƣơi (g

Trọng lƣợng khô (g)

Chiều cao (cm)

Chiều dài rễ (cm)

Số lƣợng cây (cây)

3 76,59±3,41b 106,92±7,42b 128,52±5,88c 154,85±5,7c 21,48±1,31b 30,49±1,09b 36,06±1,12c 43,55±1,19c 31,5±1,29c 31,75±1,26c 31,75±1,26c 31,75±0,96c 7,5±0,58c 7,5±1,29c 7,5±1,29c 8,25±0,96c 6±0c 8±0c 10±0c 12±0c

20 25 30 35 20 25 30 35 20 25 30 35 20 25 30 35 20 25 30 35

Ngày 24 212,02±9,75b 264,52±13,54b 324,49±16,05b 393,88±13,85b 49,2±2,17b 60,68±1,77b 75,14±3,57b 91,46±3,34b 80±4,76b 91,25±3,5b 95,25±2,5b 76,75±2,22b 21,75±2,5b 20,75±3,5b 21,25±3,59b 26,25±3,1b 11,25±0,96b 14,25±0,96b 17,25±0,96b 18±0,82b

48 2386,76±184,03a 2859,62±316,5a 3247,32±166,1a 3519,76±225,16a 681,52±61,03a 842,65±71,81a 926,29±28,56a 950,27±24,96a 150±3,92a 151,75±4,11a 152,75±2,99a 153,75±2,75a 35,75±1,71a 33,75±2,75a 34,75±1,5a 37,25±2,06a 28,5±1,29a 32,25±1,71a 36,25±0,96a 40,5±1,29a

154

Bảng PL 1.10: Tích lũy TN ở các nghiệm thức mật độ– Thí nghiệm 6.

Ngày Thông số Mật độ

30 TN rễ (% trọng lƣ ng khô)

30 TN thân lá (% trọng lƣ ng khô)

3 0,276±0,016b 0,265±0,014b 0,277±0,005c 0,281±0,008c 0,488±0,02b 0,485±0,022b 0,484±0,017b 0,491±0,027c 35 24 0,366±0,017a 0,368±0,037a 0,336±0,032b 0,327±0,034b 0,513±0,01b 0,504±0,015b 0,507±0,020b 0,533±0,025b 48 0,377±0,020a 0,387±0,037a 0,405±0,016a 0,409±0,009a 0,578±0,022a 0,587±0,021a 0,643±0,012a 0,607±0,007a

Bảng PL 1.11: Tích lũy TP ở các nghiệm thức mật độ – Thí nghiệm 6.

Ngày Thông số Mật độ

30 TP rễ (% trọng lƣ ng khô)

30 TP thân lá (% trọng lƣ ng khô)

3 0,066±0,003c 0,064±0,003b 0,068±0,005b 0,069±0,002b 0,062±0,008b 0,065±0,007c 0,058±0,008b 0,064±0,007c 35 24 0,077±0,009b 0,076±0,012b 0,070±0,006b 0,076±0,008b 0,068±0,008b 0,080±0,008b 0,064±0,010b 0,076±0,007b 48 0,089±0,007a 0,091±0,010a 0,104±0,009a 0,102±0,005a 0,089±0,006ab 0,094±0,005a 0,100±0,004a 0,090±0,006a

Bảng PL 1.12: Tốc độ tăng trƣởng tƣơng đối của sậy – Thí nghiệm 7.

Thời gian (ngày)

RGR (g/g/ ngày)

0,164±0.038a

0,122±0.006b 0,093±0.0031bc 0,087±0.006c 0,075±0.0005d

Ghi chú Bảng PL 1.10, Bảng PL 1.11 và Bảng PL 1.12: Những giá trị (trung bình ± độ lệch chuẩn, n = 4) trong cùng một hàng có ký tự a, b, c,... khác nhau thì khác biệt về mặt thống kê (p<0,05; theo kiểm định Duncan).

155

PHỤ LỤC 2: HÌNH (BIỂU ĐỒ)

Hình PL 2.1: So sánh hiệu quả xử lý TN giữa 3 nghiệm thức lƣợng nƣớc thải thí nghiệm Q6, Q9 và Q12.

Hình PL 2.2: So sánh hiệu quả xử lý TP giữa 3 nghiệm thức lƣợng nƣớc thải thí nghiệm Q6, Q9 và Q12.

156

Hình PL 2.3: So sánh hiệu quả xử lý CODtb giữa 3 nghiệm thức lƣợng nƣớc thải thí nghiệm Q6, Q9 và Q12

Hình PL 2.4: So sánh hiệu quả xử lý BOD5 giữa 3 nghiệm thức lƣợng nƣớc thải thí nghiệm Q6, Q9 và Q12

157

Hình PL 2.5: So sánh pH giữa 3 nghiệm thức lƣợng nƣớc thải thí nghiệm Q6, Q9 và Q12.

Hình PL 2.6: So sánh DO giữa 3 nghiệm thức lƣợng nƣớc thải thí nghiệm Q6, Q9 và Q12.



158

Hình PL 2.7: So sánh lƣợng EC giữa 3 nghiệm thức lƣợng nƣớc thải thí nghiệm Q6, Q9 và Q12

Hình PL 2.8: Tổng trọng lƣợng tƣơi của sậy ở các nghiệm thức nồng độ nƣớc thải pha loãng khác nhau.

159

Hình PL 2.9: Tổng trọng lƣợng khô của sậy ở các nghiệm thức nồng độ nƣớc thải pha loãng khác nhau.

Hình PL 2.10: Chiều cao sậy ở các nghiệm thức nồng độ nƣớc thải pha loãng khác nhau

160

Hình PL 2.12: Mối tƣơng quan giữa nhu mô xốp và hiệu quả xử lý TP ở Q6. Hình PL 2.11: Mối tƣơng quan giữa nhu mô xốp và hiệu quả xử lý TN ở Q6.

Hình PL 2.14: Mối tƣơng quan giữa nhu mô xốp và hiệu quả xử lý TP ở Q9. Hình PL 2.13: Mối tƣơng quan giữa nhu mô xốp và hiệu quả xử lý TN ở Q9.

Hình PL 2.16: Mối tƣơng quan giữa nhu mô xốp và hiệu quả xử lý TP ở Q12. Hình PL 2.15: Mối tƣơng quan giữa nhu mô xốp và hiệu quả xử lý TN ở Q12.

161

Hình PL 2.16: Hiệu quả làm giảm CODtb, BOD5 và tỷ lệ BOD5/CODtb ở nghiệm thức liều lƣợng Ozone khác nhau

162

Hình PL 2.17: Biểu diễn chất lƣợng nƣớc thải sau xử lý ở nghiệm thức lƣợng nƣớc thải thí nghiệm khác nhau.

163

Hình PL 2.18: Biểu diễn Tỷ lệ diện tích khoang chuyển khí/diện tích lát cắt ngang thân sậy ở các nghiệm thức lƣợng nƣớc

thải khác nhau

164

Hình PL 2.19: Biểu diễn chất lƣợng nƣớc (H_TP, H_TN, H_CODtb, H_BOD5) theo từng mật độ trồng.

165

PHỤ LỤC 3: MÔ HÌNH HỒI QUY

Bảng PL 3.1: Tóm tắt mô hình hồi quy hiệu quả khử CODtb thí nghiệm 2.

Biến độc lập

VIF

Giá trị t

Hệ số hồi quy chƣa chuẩn hoá (B)

Mức ý nghĩa thống kê (Sig.)

Hệ số hồi quy chuẩn hoá (Beta)

Giá trị tuyệt đối của Beta

Tầm quan trọng của các biến

Mức độ đóng góp của các biến (%)

(constant)

5,579

2,412

0,017

Liều lƣợng

-0,251

-0,555

0,579

1,000

-0,037

0,037

6,2

2,541

8,486

0,000

1,000

0,558

93,8

Thời gian (Phút)

Tổng

0,595

100

Biến phụ thuộc: Dung lƣợng mẫu quan sát: F Hệ số R2 Hệ số R2 hiệu chỉnh Durbin Watson Mean Std.Dev

Khả năng xử lý CODtb 162 36,164*** 0,313 0,304 0,710 1,03-15 0,994

Mô hình: Khả năng xử lý CODtb = 5,579 – 0,251* Liều lƣ ng + 2,541*Phút + 

166

Bảng PL 3.2: Tóm tắt mô hình hồi quy khả năng xử lý TN thí nghiệm 5.

VIF

Biến độc lập

Giá trị t

Hệ số hồi quy chƣa chuẩn hoá (B)

Mức ý nghĩa thống kê (Sig.)

Hệ số hồi quy chuẩn hoá (Beta)

Giá trị tuyệt đối của Beta

Tầm quan trọng của các biến

Mức độ đóng góp của các biến (%)

54,7

60,801

0,000

(constant)

-2,308

-8,887

0,000

1,000

-0,230

0,230

15,3

Lƣợng nƣớc thải

Nồng độ

3,563

18,784

0,000

1,000

0,485

32,3

Ngày

7,904

30,435

0,000

1,000

0,786

52,4

Tổng

1,501

100

Biến phụ thuộc: Dung lƣợng mẫu quan sát: F Hệ số R2 Hệ số R2 hiệu chỉnh Durbin Watson Mean Std.Dev

Khả năng xử lý TN 144 mẫu 452,714*** 0,907 0,905 0,968 -9,10-15 0,989

Khả năng xử lý TN = 54,7 – 2,308Lƣ ng nƣớc thải + 3,563Nồng độ + 7,904*Ngày + 

167

Bảng PL 3.3: Tóm tắt mô hình hồi quy khả năng xử lý TP thí nghiệm 5.

Biến độc lập

VIF

Giá trị t

Mức ý nghĩa thống kê (Sig.)

Hệ số hồi quy chƣa chuẩn hoá (B)

Hệ số hồi quy chuẩn hoá (Beta)

Mức độ đóng góp của các biến (%)

Giá trị tuyệt đối của Beta

Tầm quan trọng của các biến

(constant)

56,367

62,157

0,000

-1,410

-5,386

0,000

1,000

-0,150

0,150

10,6

Lƣợng nƣớc thải

Nồng độ

3,078

16,099

0,000

1,000

0,447

33,6

Ngày

7,706

29,436

0,000

1,000

0,818

56,8

Tổng

1,415

100

Biến phụ thuộc: Dung lƣợng mẫu quan sát: F Hệ số R2 Hệ số R2 hiệu chỉnh Durbin Watson Mean Std.Dev

Khả năng xử lý TP 144 mẫu 384,884*** 0,892 0,890 1,405 -2,01-14 0,989

Khả năng xử lý TP = 56,367 – 1,410Lƣ ng nƣớc thải + 3,078Nồng độ + 7,706*Ngày + 

168

Bảng PL 3.4: Tóm tắt mô hình hồi quy khả năng xử lý CODtb thí nghiệm 5.

VIF

Biến độc lập

Giá trị t

Mức ý nghĩa thống kê (Sig.)

Hệ số hồi quy chuẩn hoá (Beta)

Giá trị tuyệt đối của Beta

Tầm quan trọng của các biến

Hệ số hồi quy chƣa chuẩn hoá (B)

Mức độ đóng góp của các biến (%)

(constant)

37,740

31,131

0,000

-3,449

-9,855

0,000

1,000

-0,240

0,240

15,5

Lƣợng nƣớc thải

Nồng độ

7,017

27,457

0,000

1,000

0,670

43,2

Ngày

9,186

26,249

0,000

1,000

0,640

41,3

Tổng

1,550

100

Khả năng xử lý CODtb 144 mẫu 513,336*** 0,917 0,915 0,748 6,72-15 0,989

Biến phụ thuộc: Dung lƣợng mẫu quan sát: F Hệ số R2 Hệ số R2 hiệu chỉnh Durbin Watson Mean Std.Dev

Khả năng xử lý CODtb = 37,740 – 3,449Lƣ ng nƣớc thải + 7,017Nồng độ + 9,186*Ngày + 

169

Bảng PL 3.5: Tóm tắt mô hình hồi quy khả năng xử lý BOD5 thí nghiệm 5.

Biến độc lập

Giá trị t

VIF

Mức ý nghĩa thống kê (Sig.)

Hệ số hồi quy chuẩn hoá (Beta)

Tầm quan trọng của các biến

Hệ số hồi quy chƣa chuẩn hoá (B)

Mức độ đóng góp của các biến (%)

Giá trị tuyệt đối của Beta

(constant)

58,696

41,353

0,000

-3,124

-7,625

0,000

1,000

-0,293

0,293

20,5

Lƣợng nƣớc thải

Nồng độ

3,085

10,309

0,000

1,000

0,396

27,7

Ngày

7,925

19,342

0,000

1,000

0,743

51,9

Tổng

1,432

100

Biến phụ thuộc: Dung lƣợng mẫu quan sát: F Hệ số R2 Hệ số R2 hiệu chỉnh Durbin Watson Mean Std.Dev

Khả năng xử lý BOD5 144 mẫu 179,505*** 0,794 0,789 0,827 6,08-15 0,989

Khả năng xử lý BOD5 = 58,696 – 3,124Lƣ ng nƣớc thải + 3,085Nồng độ + 7,925*Ngày + 

170

Bảng PL 3.6: Tóm tắt mô hình hồi quy DO sau xử lý thí nghiệm 5.

VIF

Biến độc lập

Giá trị t

Hệ số hồi quy chƣa chuẩn hoá (B)

Mức ý nghĩa thống kê (Sig.)

Hệ số hồi quy chuẩn hoá (Beta)

Mức độ đóng góp của các biến (%)

Giá trị tuyệt đối của Beta

Tầm quan trọng của các biến

(constant)

0,112

1,174

0,243

0,019

0,683

0,496

1,000

0,014

1,02

Lƣợng nƣớc thải

Nồng độ

0,572

28,529

0,000

1,000

0,590

42,94

Ngày

1,002

37,245

0,000

1,000

0,770

56,04

Tổng

1,374

100

Biến phụ thuộc: Dung lƣợng mẫu quan sát: F Hệ số R2 Hệ số R2 hiệu chỉnh Durbin Watson Mean Std.Dev

DO sau xử lý 144 733,848*** 0,940 0,939 0,511 1,84-15 0,989

Phƣơng tr nh: DO sau xử lý = 0,112 + 0,019Lƣ ng nƣớc thải + 0,572Nồng độ + 1,002*Ngày

171

Bảng PL 3.7: Tóm tắt mô hình hồi quy EC sau xử lý thí nghiệm 5.

VIF

Biến độc lập

Giá trị t

Hệ số hồi quy chƣa chuẩn hoá (B)

Mức ý nghĩa thống kê (Sig.)

Hệ số hồi quy chuẩn hoá (Beta)

Mức độ đóng góp của các biến (%)

Giá trị tuyệt đối của Beta

Tầm quan trọng của các biến

(constant)

1906,076

118,969

0,000

7,500

1,622

0,107

1,000

0,025

2,00

Lƣợng nƣớc thải

Nồng độ

-203,211

-60,163

0,000

1,000

-0,939

0,939

75,00

Ngày

85,302

18,444

0,000

1,000

0,288

23,00

Tổng

1,252

100

Biến phụ thuộc: Dung lƣợng mẫu quan sát: F Hệ số R2 Hệ số R2 hiệu chỉnh Durbin Watson Mean Std.Dev

EC sau xử lý 144 1320,807*** 0,966 0,965 0,918 -1,96-15 0,989

Phƣơng tr nh: EC sau xử lý = 1906,076 + 7,500Lƣ ng nƣớc thải – 203,211Nồng độ + 85,302*Ngày

172

Bảng PL 3.8: Tóm tắt mô hình hồi quy pH sau xử lý thí nghiệm 5.

VIF

Biến độc lập

Giá trị t

Hệ số hồi quy chƣa chuẩn hoá (B)

Mức ý nghĩa thống kê (Sig.)

Hệ số hồi quy chuẩn hoá (Beta)

Mức độ đóng góp của các biến (%)

Giá trị tuyệt đối của Beta

Tầm quan trọng của các biến

(constant)

7,041

145,788

0,000

0,016

1,136

0,258

1,000

0,095

35,06

Lƣợng nƣớc thải

Nồng độ

-0,007

-0,728

0,468

1,000

-0,061

0,061

22,51

Ngày

0,019

1,375

0,171

1,000

0,115

42,44

Tổng

0,271

100

Biến phụ thuộc: Dung lƣợng mẫu quan sát: F Hệ số R2 Hệ số R2 hiệu chỉnh Durbin Watson Mean Std.Dev

pH sau xử lý 144 1,237 0,026 0,005 2,234 -1,12-14 0,989

Phƣơng tr nh: pH sau xử lý = 7,041 + 0,016Lƣ ng nƣớc thải – 0,007Nồng độ + 0,019*Ngày

173

Bảng PL 3.9: Tóm tắt mô hình hồi quy trọng lƣợng tƣơi thí nghiệm 5.

Giá trị t

VIF

Biến độc lập

Hệ số hồi quy chƣa chuẩn hoá (B)

Mức ý nghĩa thống kê (Sig.)

Hệ số hồi quy chuẩn hoá (Beta)

Giá trị tuyệt đối của Beta

Tầm quan trọng của các biến

Mức độ đóng góp của các biến (%)

(constant)

-208,726

-10,728

0,000

50,460

8,471

0,000

1,000

0,086

7,0

Lƣợng nƣớc thải

Nồng độ

-57,217

-16,636

0,000

1,000

-0,170

0,170

13,9

Ngày

325,685

94,696

0,000

1,000

0,966

79,1

Tổng

1,222

100

Biến phụ thuộc: Dung lƣợng mẫu quan sát: F Hệ số R2 Hệ số R2 hiệu chỉnh Durbin Watson Mean Std.Dev

Trọng lƣợng tƣơi 300 mẫu 3150,286*** 0,969 0,969 0,452 -1,78-15 0,995

Trọng lƣ ng tƣơi = -208,726 + 50,460Lƣ ng nƣớc thải – 57,217Nồng độ +325,685*Ngày + 

174

Bảng PL 3.10: Tóm tắt mô hình hồi quy trọng lƣợng khô thí nghiệm 5.

Giá trị t

VIF

Biến độc lập

Mức ý nghĩa thống kê (Sig.)

Hệ số hồi quy chƣa chuẩn hoá (B)

Hệ số hồi quy chuẩn hoá (Beta)

Giá trị tuyệt đối của Beta

Tầm quan trọng của các biến

Mức độ đóng góp của các biến (%)

(constant)

-117,735

-10,417

0,000

25,137

7,264

0,000

1,000

0,106

9,0

Lƣợng nƣớc thải

Nồng độ

-16,104

-8,060

0,000

1,000

-0,118

0,118

10,0

Ngày

130,447

65,289

0,000

1,000

0,955

81,0

Tổng

1,179

100

Trọng lƣợng khô 300 mẫu 1460,117*** 0,937 0,936 0,769 -6,85-17 0,995

Biến phụ thuộc: Dung lƣợng mẫu quan sát: F Hệ số R2 Hệ số R2 hiệu chỉnh Durbin Watson Mean Std.Dev

Trọng lƣ ng khô = -117,735 + 25,137Lƣ ng nƣớc thải – 16,104Nồng độ +325,685*Ngày + 

175

Bảng PL 3.11: Tóm tắt mô hình hồi quy trọng chiều cao thí nghiệm 5

VIF

Biến độc lập

Giá trị t

Mức ý nghĩa thống kê (Sig.)

Hệ số hồi quy chƣa chuẩn hoá (B)

Hệ số hồi quy chuẩn hoá (Beta)

Giá trị tuyệt đối của Beta

Tầm quan trọng của các biến

Mức độ đóng góp của các biến (%)

(constant)

7,475

4,116

0,000

3,350

6,024

0,000

1,000

0,063

5,4

Lƣợng nƣớc thải

Nồng độ

-4,235

0,000

1,000

-0,137

0,137

11,7

- 13,191

Ngày

29,993

93,421

0,000

1,000

0,972

82,9

Tổng

1,172

100

Chiều cao 300 mẫu 2979,230*** 0,968 0,968 0,811 -5,88-16 0,995

Biến phụ thuộc: Dung lƣợng mẫu quan sát: F Hệ số R2 Hệ số R2 hiệu chỉnh Durbin Watson Mean Std.Dev

Chiều cao = 7,475 + 3,350Lƣ ng nƣớc thải – 4,235Nồng độ + 29,993*Ngày + 

176

Bảng PL 3.12: Tóm tắt mô hình hồi quy trọng tỷ lệ giữa nhu mô xốp và diện

tích lát cắt ngang thân sậy thí nghiệm 5.

VIF

Biến độc lập

Giá trị t

Mức ý nghĩa thống kê (Sig.)

Hệ số hồi quy chƣa chuẩn hoá (B)

Hệ số hồi quy chuẩn hoá (Beta)

Giá trị tuyệt đối của Beta

Tầm quan trọng của các biến

Mức độ đóng góp của các biến (%)

(constant)

10.212

18.088

0,000

0.618

3.575

0,000

1,000

0,080

6,3

Lƣợng nƣớc thải

Nồng độ

-1.559

0,000

1,000

-0.350

0,350

27.3

- 15.618

Ngày

3.786

37.934

0,000

1,000

0,850

66.4

Tổng

1,280

100

Tỷ lệ giữa nhu mô xốp và diện tích mặt cắt (Tỷ lệ) 300 mẫu 565,241*** 0,851 0,850 1,014 1,02-15 0,995

Biến phụ thuộc: Dung lƣợng mẫu quan sát: F Hệ số R2 Hệ số R2 hiệu chỉnh Durbin Watson Mean Std.Dev

Tỷ lệ = 10.212 + 0.618Lƣ ng nƣớc thải – 1.559Nồng độ + 3.786*Ngày + 

177

Bảng PL 3.13: Tóm tắt mô hình hồi quy Khả năng xử lý TN thí nghiệm 6.

VIF

Biến độc lập

Giá trị t

Mức ý nghĩa thống kê (Sig.)

Hệ số hồi quy chƣa chuẩn hoá (B)

Hệ số hồi quy chuẩn hoá (Beta)

Mức độ đóng góp của các biến (%)

Giá trị tuyệt đối của Beta

Tầm quan trọng của các biến

(constant)

46,319

34,298

0,000

Ngày

7,021

23,825

0,000

1,000

0,937

93,89

Mật độ

0,578

1,551

0,125

1,000

0,061

6,11

Tổng

0,998

100

Khả năng xử lý TN 80 285,105 0,881 0,878 0,145 2,36-15 0,987

Biến phụ thuộc: Dung lƣợng mẫu quan sát: F Hệ số R2 Hệ số R2 hiệu chỉnh Durbin Watson Mean Std.Dev

Phƣơng tr nh: Khả năng xử lý TN = 46,3319 + 7,021Ngày + 0,578Mật độ

178

Bảng PL 3.14: Tóm tắt mô hình hồi quy Khả năng xử lý TP – Thí nghiệm 6.

Biến độc lập

VIF

Giá trị t

Mức ý nghĩa thống kê (Sig.)

Hệ số hồi quy chƣa chuẩn hoá (B)

Hệ số hồi quy chuẩn hoá (Beta)

Mức độ đóng góp của các biến (%)

Giá trị tuyệt đối của Beta

Tầm quan trọng của các biến

(constant)

52,351

39,454

0,000

Ngày

6,397

22,092

0,000

1,000

0,923

89,01

Mật độ

0,996

2,719

0,000

1,000

0,114

10,99

Tổng

1,037

100

Khả năng xử lý TP 80 247,730*** 0,865 0,862 0,237 6,00-15 0,987

Biến phụ thuộc: Dung lƣợng mẫu quan sát: F Hệ số R2 Hệ số R2 hiệu chỉnh Durbin Watson Mean Std.Dev

Phƣơng tr nh: Khả năng xử lý TP = 52,351 + 6,397Ngày + 0,996Mật độ

179

Bảng PL 3.15: Tóm tắt mô hình hồi quy Khả năng xử lý COD – Thí nghiệm 6.

VIF

Biến độc lập

Giá trị t

Mức ý nghĩa thống kê (Sig.)

Hệ số hồi quy chƣa chuẩn hoá (B)

Hệ số hồi quy chuẩn hoá (Beta)

Giá trị tuyệt đối của Beta

Tầm quan trọng của các biến

Mức độ đóng góp của các biến (%)

(constant)

63,151

104,546

0,000

Ngày

3,967

30,098

0,000

1,000

0,956

91,40

Mật độ

0,475

2,849

0,006

1,000

0,090

8,60

Tổng

1,046

100

Khả năng xử lý COD 80 457,012*** 0,922 0,920 0,451 1,49-16 80

Biến phụ thuộc: Dung lƣợng mẫu quan sát: F Hệ số R2 Hệ số R2 hiệu chỉnh Durbin Watson Mean Std.Dev

Phƣơng tr nh: Khả năng xử lý COD = 63,151 + 3,967Ngày + 0,475Mật độ

180

Bảng PL 3.16: Tóm tắt mô hình hồi quy Khả năng xử lý BOD5 – Thí nghiệm

VIF

Biến độc lập

Giá trị t

Mức ý nghĩa thống kê (Sig.)

Hệ số hồi quy chƣa chuẩn hoá (B)

Hệ số hồi quy chuẩn hoá (Beta)

Giá trị tuyệt đối của Beta

Tầm quan trọng của các biến

Mức độ đóng góp của các biến (%)

(constant)

69,280

145,272

0,000

Ngày

3,529

33,907

0,000

1,000

0,963

90,59

Mật độ

0,465

3,534

0,001

1,000

0,100

9,41

Tổng

1,063

100

Khả năng xử lý BOD5 80 581,090 0,938 0,936 0,493 8,63-15 0,987

Biến phụ thuộc: Dung lƣợng mẫu quan sát: F Hệ số R2 Hệ số R2 hiệu chỉnh Durbin Watson Mean Std.Dev

Phƣơng tr nh: Khả năng xử lý BOD5 = 69,280 + 3,529Ngày + 0,465Mật độ

181

Bảng PL 3.17: Tóm tắt mô hình hồi quy DO sau xử lý – Thí nghiệm 6.

VIF

Giá trị t

Biến độc lập

Mức ý nghĩa thống kê (Sig.)

Hệ số hồi quy chƣa chuẩn hoá (B)

Hệ số hồi quy chuẩn hoá (Beta)

Mức độ đóng góp của các biến (%)

Giá trị tuyệt đối của Beta

Tầm quan trọng của các biến

1,452

22,681

0,000

(constant)

0,268

19,202

0,000

1,000

0,877

76,66

Ngày

0,103

5,845

0,000

1,000

0,267

23,34

Mật độ

1,144

100 Tổng

DO sau xử lý 75 201,440*** 0,840 0,835 0,697 -2,45-15 0,987

Biến phụ thuộc: Dung lƣợng mẫu quan sát: F Hệ số R2 Hệ số R2 hiệu chỉnh Durbin Watson Mean Std.Dev

Phƣơng tr nh: DO sau xử lý = 1,452 + 0,268Ngày + 0,103Mật độ

182

Bảng PL 3.18: Tóm tắt mô hình hồi quy EC sau xử lý – Thí nghiệm 6.

VIF

Biến độc lập

Giá trị t

Hệ số hồi quy chƣa chuẩn hoá (B)

Mức ý nghĩa thống kê (Sig.)

Hệ số hồi quy chuẩn hoá (Beta)

Giá trị tuyệt đối của Beta

Tầm quan trọng của các biến

Mức độ đóng góp của các biến (%)

(constant)

1410,056

16,836

0,000

Ngày

173,156

9,474

0,000

1,000

0,729

86,68

Mật độ

33,795

1,462

0,148

1,000

0,112

13,32

Tổng

0,841

100

EC sau xử lý 75 45,948*** 0,544 0,532 0,129 -3,30-16 0,987

Biến phụ thuộc: Dung lƣợng mẫu quan sát: F Hệ số R2 Hệ số R2 hiệu chỉnh Durbin Watson Mean Std.Dev

Phƣơng tr nh: EC sau xử lý = 1410,056 + 173,156Ngày + 33,795Mật độ

183

Bảng PL 3.19: Tóm tắt mô hình hồi quy pH sau xử lý – Thí nghiệm 6.

VIF

Biến độc lập

Giá trị t

Mức ý nghĩa thống kê (Sig.)

Hệ số hồi quy chƣa chuẩn hoá (B)

Hệ số hồi quy chuẩn hoá (Beta)

Giá trị tuyệt đối của Beta

Tầm quan trọng của các biến

Mức độ đóng góp của các biến (%)

(constant)

6,729

172,042

0,000

Ngày

0,050

5,895

0,000

1,000

0,528

62,04

Mật độ

0,039

3,603

0,001

1,000

0,323

37,96

Tổng

0,851

100

pH sau xử lý 80 23,863*** 0,383 0,367 1,125 2,56-14 0,987

Biến phụ thuộc: Dung lƣợng mẫu quan sát: F Hệ số R2 Hệ số R2 hiệu chỉnh Durbin Watson Mean Std.Dev

Phƣơng tr nh: pH sau xử lý = 6,729 + 0,050Ngày + 0,039Mật độ

184

Bảng PL 3.20: Tóm tắt mô hình hồi quy tích lũy TN_thân sậy – Thí nghiệm 6.

VIF

Biến độc lập

Giá trị t

Mức ý nghĩa thống kê (Sig.)

Hệ số hồi quy chuẩn hoá (Beta)

Giá trị tuyệt đối của Beta

Tầm quan trọng của các biến

Hệ số hồi quy chƣa chuẩn hoá (B)

Mức độ đóng góp của các biến (%)

0,000

0,379

(constant)

17,492

0,048

0,001

Mật độ

2,036

1,000

0,144

14,23

0,000

0,058

Ngày

12,280

1,000

0,868

85,77

Tổng

1,012

100

TN_thân 48 mẫu 77,476*** 0,775 0,765 1,194 -6,02-15 0,978

Biến phụ thuộc: Dung lƣợng mẫu quan sát: F Hệ số R2 Hệ số R2 hiệu chỉnh Durbin Watson Mean Std.Dev

TN_thân = 0,379 + 0,001Mật độ + 0,058Ngày + 

185

Bảng PL 3.21: Tóm tắt mô hình hồi quy tích lũy TN_rễ sậy – Thí nghiệm 6.

VIF

Biến độc lập

Giá trị t

Hệ số hồi quy chuẩn hoá (Beta)

Mức ý nghĩa thống kê (Sig.)

Mức độ đóng góp của các biến (%)

Giá trị tuyệt đối của Beta

Tầm quan trọng của các biến

Hệ số hồi quy chƣa chuẩn hoá (B)

0,000

(constant)

10,577

1,000

0,007

0,78

0,923

Mật độ

-0,097

1,000

0,889

99,22

0,000

0,221 -6,5-5 0,060

Ngày

13,046

0,896

100 Tổng

TN_rễ 48 mẫu 85,097*** 0,791 0,782 1,706 1,37-16 0,978

Biến phụ thuộc: Dung lƣợng mẫu quan sát: F Hệ số R2 Hệ số R2 hiệu chỉnh Durbin Watson Mean Std.Dev

TN_rễ = 0,221 – 6,5-5Mật độ + 0,06Ngày + 

186

Bảng PL 3.22: Tóm tắt mô hình hồi quy tích lũy TP_thân sậy – Thí nghiệm 6.

VIF

Biến độc lập

Giá trị t

Mức ý nghĩa thống kê (Sig.)

Hệ số hồi quy chuẩn hoá (Beta)

Giá trị tuyệt đối của Beta

Tầm quan trọng của các biến

Hệ số hồi quy chƣa chuẩn hoá (B)

Mức độ đóng góp của các biến (%)

0,000

0,042

(constant)

6,281

0,616

0,000

Mật độ

0,506

1,000

0,041

4,65

0,000

0,015

Ngày

10,459

1,000

0,841

95,35

Tổng

0,882

100

TP_thân 48 mẫu 54,827*** 0,709 0,696 1,755 4,23-16 0,978

Biến phụ thuộc: Dung lƣợng mẫu quan sát: F Hệ số R2 Hệ số R2 hiệu chỉnh Durbin Watson Mean Std.Dev

TN_thân = 0,042 + 0,0Mật độ + 0,015Ngày + 

187

Bảng PL 3.23: Tóm tắt mô hình hồi quy tích lũy TP_rễ sậy – Thí nghiệm 6.

VIF

Biến độc lập

Giá trị t

Hệ số hồi quy chuẩn hoá (Beta)

Mức ý nghĩa thống kê (Sig.)

Mức độ đóng góp của các biến (%)

Giá trị tuyệt đối của Beta

Tầm quan trọng của các biến

Hệ số hồi quy chƣa chuẩn hoá (B)

0,000

0,039

(constant)

6,088

1,000

0,139

14,29

0,087

0,000

Mật độ

1,751

1,000

0,834

85,71

0,000

0,015

Ngày

10,492

0,973

100 Tổng

TP_rễ 48 mẫu 56,572*** 0,715 0,703 1,398 5,89-16 0,978

Biến phụ thuộc: Dung lƣợng mẫu quan sát: F Hệ số R2 Hệ số R2 hiệu chỉnh Durbin Watson Mean Std.Dev

TP_rễ = 0,039 + 0,0Mật độ + 0,015Ngày + 

188

PHỤ LỤC 4: HÌNH ẢNH THỰC TẾ

Hình PL 4.1a: Mô hình thí nghiệm Hình PL 4.1b: Quá trình thí nghiệm

sử dụng Ozone. sử dụng Ozone.

Hình PL 4.1c: Chai đựng mẫu nƣớc Hình PL 4.1d: Phân tích chỉ tiêu COD

thải.

189

Hình PL 4.2a: Thùng nhựa thí nghiệm 5. Hình PL 4.2d: Tƣới nƣớc thải vào các nghiệm thức – Thí nghiệm 5.

Hình PL 4.2b: Mô hình thí nghiệm 5. Hình PL 4.2e: Quá trình chăm sóc sậy – Thí nghiệm 5.

Hình PL 4.2c: Pha loãng nƣớc thải – Thí nghiệm 5. Hình PL 4.2f: Thu mẫu nƣớc thải – Thí nghiệm 5.

190

Hình PL 4.3a: Thùng nhựa để làm Hình PL 4.3b: Quá trình chuẩn bị mô

mô hình thí nghiệm 6. hình thí nghiệm 6.

Hình PL 4.3c : Sậy mới trồng ở thí Hình PL 4.3d: Sậy phát triển xanh tốt ở

nghiệm 6. thí nghiệm 6.

191

Hình PL 4.4a: Xây dựng mô hình thí nghiệm 7. Hình PL 4.4b: Mô hình thí nghiệm thực tế - Thí nghiệm 7.

Hình PL 4.4d: Quá trình thí nghiệm 7. Hình PL 4.4c: Máy Ozone và thùng chứa nƣớc thải – Thí nghiệm 7.

Hình PL 4.4e: Sậy phát triển sau 48 ngày – Thí nghiệm 7. Hình PL 4.5f: Bộ rễ sậy phát triểnmsau 48 ngày – Thí nghiệm 7

192

Hình PL 4.5a: Sử dụng kính hiển vi điện tử chụp nhu mô xốp trong thí nghiệm 7. Hình PL 4.5b: Tính diện tích nhu mô xốp trong thí nghiệm 7.

Hình PL 4.5c: Lát cắt ngang một phần nhu mô xốp thân sậy trƣớc thí nghiệm 7. Hình PL 4.5d: Lát cắt ngang một phần nhu mô xốp thân sậy sau thí nghiệm 7.

Hình PL 4.5e: Lát cắt ngang nhu mô xốp Rễ sậy trƣớc thí nghiệm 7. Hình PL 4.5f: Lát cắt ngang nhu mô xốp Rễ sậy sau thí nghiệm 7.

193